RU2750144C1 - Drill string oscillator - Google Patents
Drill string oscillator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750144C1 RU2750144C1 RU2020139428A RU2020139428A RU2750144C1 RU 2750144 C1 RU2750144 C1 RU 2750144C1 RU 2020139428 A RU2020139428 A RU 2020139428A RU 2020139428 A RU2020139428 A RU 2020139428A RU 2750144 C1 RU2750144 C1 RU 2750144C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- valve device
- wear
- rotor
- sub
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B28/00—Vibration generating arrangements for boreholes or wells, e.g. for stimulating production
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/003—Vibrating earth formations
Abstract
Description
Изобретение относится к буровой технике, в частности к осцилляторам бурильной колонны, предназначенным для создания гидромеханических импульсов, воздействующих на бурильную колонну с целью уменьшения сил трения о стенки скважины, что позволяет увеличить показатели бурения в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах.The invention relates to drilling equipment, in particular to drill string oscillators, designed to create hydromechanical impulses acting on the drill string in order to reduce frictional forces against the borehole walls, which makes it possible to increase drilling performance in directional and horizontal wells.
Из уровня техники известен осциллятор для бурильной колонны (Патент RU 2565316, МПК Е21В 28/00, опубл. 21.05.2014), выбранный за прототип, содержащий героторный гидравлический двигатель, включающий многозаходные винтовые статор и ротор, размещенный внутри статора и имеющий на один заход меньше, чем статор, а также клапан, клапанные элементы которого взаимодействуют друг с другом, образуя совместное отверстие переменной площади для прохода бурового раствора. Осциллятор содержит также полый вал, установленный в радиально-упорной опоре вращения, связанный с ротором трансмиссионным валом, а также генератор гидромеханических импульсов, содержащий трубчатый корпус, полый плунжер, размещенный внутри корпуса и связанный с ним шлицевым соединением для передачи крутящего момента и пружинным модулем, расположенными в маслонаполненной камере, образованной внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью плунжера, загерметизированной уплотнениями сверху и кольцевым поршнем с уплотнениями в нижней части камеры. Первый клапанный элемент скреплен с ротором с помощью плунжерного модуля, снабженного пружинным устройством с возможностью продольного перемещения для постоянного контакта со вторым клапанным элементом. An oscillator for a drill string is known from the prior art (Patent RU 2565316, IPC E21B 28/00, publ. 05/21/2014), selected for a prototype, containing a gerotor hydraulic motor, including a multi-start screw stator and a rotor located inside the stator and having one run smaller than the stator, and also a valve, the valve elements of which interact with each other, forming a joint opening of variable area for the passage of drilling fluid. The oscillator also contains a hollow shaft installed in an angular contact support of rotation, connected to the rotor by a transmission shaft, as well as a hydromechanical impulse generator containing a tubular body, a hollow plunger placed inside the body and connected to it by a spline connection for transmitting torque and a spring module, located in an oil-filled chamber formed by the inner surface of the housing and the outer surface of the plunger, sealed with seals at the top and an annular piston with seals at the bottom of the chamber. The first valve element is attached to the rotor by means of a plunger module provided with a spring device with the possibility of longitudinal movement for permanent contact with the second valve element.
Недостатками выше указанного осциллятора является прямая передача гидравлических импульсов от героторного гидравлического двигателя на поршень и пружину, что предопределяет необходимость создания в клапанной паре значительного перепада давления. Кроме того, к недостаткам прототипа относится сложность конструкции за счет использования дополнительного пустотелого вала, установленного в радиально-упорной опоре вращения и торсионного вала, которые увеличивают стоимость осциллятора, а также создают дополнительные гидравлические потери. Существенным недостатком прототипа является то, что продукты износа клапанной пары могут попадать в элементы бурильной колонны, расположенные ниже осциллятора, что приводит к их повреждению или повышенному износу. Кроме того, в описании прототипа отсутствует подробная информация о конструктивных особенностях клапана и клапанных элементов. The disadvantages of the above mentioned oscillator is the direct transmission of hydraulic impulses from the gerotor hydraulic motor to the piston and the spring, which predetermines the need to create a significant pressure drop in the valve pair. In addition, the disadvantages of the prototype include the complexity of the design due to the use of an additional hollow shaft installed in an angular contact support of rotation and a torsion shaft, which increase the cost of the oscillator, and also create additional hydraulic losses. A significant disadvantage of the prototype is that the wear products of the valve pair can get into the elements of the drill string located below the oscillator, which leads to their damage or increased wear. In addition, the description of the prototype lacks detailed information on the design features of the valve and valve elements.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является упрощение конструкции осциллятора и повышение его надежности за счет исключения дополнительного пустотелого вала, радиально-упорной опоры вращения и торсионного вала, а также повышение ресурса работы осциллятора за счет увеличения ресурса элементов клапанного устройства. The technical problem to be solved by the claimed invention is to simplify the design of the oscillator and increase its reliability by eliminating an additional hollow shaft, an angular contact support of rotation and a torsion shaft, as well as increasing the resource of the oscillator by increasing the resource of the elements of the valve device.
Достигаемый изобретением технический результат заключается в повышении надежности и ресурса работы конструкции осциллятора бурильной колонны.The technical result achieved by the invention consists in increasing the reliability and service life of the structure of the drill string oscillator.
Технический результат достигается за счёт того, что осциллятор бурильной колонны содержит генератор продольных перемещений и генератор импульсов давления, которые связаны между собой механически (посредством резьбовых соединений переводников и корпусов) и гидравлически (посредством внутренних каналов). Генератор импульсов давления включает в себя верхний переводник винтовую пару с рабочими органами на базе героторного механизма. Героторный механизм в данном устройстве функционирует в режиме двигателя и состоит из статора и размещенного внутри него ротора. Для ограничения ротора от осевого перемещения в верхней части канала статора расположено ограничительное кольцо. The technical result is achieved due to the fact that the oscillator of the drill string contains a generator of longitudinal displacements and a generator of pressure pulses, which are interconnected mechanically (by means of threaded connections of sub and bodies) and hydraulically (by means of internal channels). The pressure pulse generator includes an upper sub-screw pair with working bodies based on a gerotor mechanism. The gerotor mechanism in this device operates in the motor mode and consists of a stator and a rotor located inside it. To limit the rotor from axial movement, a limiting ring is located in the upper part of the stator channel.
Клапанное устройство выполнено в виде двух контактирующих между собой элементов, первый элемент – клапан, который установлен в хвостовик ротора, второй элемент – седло, установленное в нижнем переводнике. Элементы клапанного устройства являются наиболее изнашивающимися деталями осциллятора, поэтому ресурс самого осциллятора напрямую зависит от ресурса клапанного устройства.The valve device is made in the form of two contacting elements, the first element is a valve that is installed in the rotor shank, the second element is a saddle installed in the lower sub. The elements of the valve device are the most wearing parts of the oscillator, therefore, the resource of the oscillator itself directly depends on the resource of the valve device.
Клапан является подвижным элементом клапанного устройства с отверстием, выполненным со смещением относительно оси ротора, и лежащим в пределах 0,25-0,8 от эксцентриситета «е» винтовой пары генератора импульсов давления и соединенным с ротором. Для создания максимальных гидравлических импульсов при работе осциллятора ось отверстия клапана должна быть строго ориентирована относительно оси ротора таким образом, чтобы ось отверстия клапана, в продольном направлении, совпадала с осью ротора, при его нахождении в нижнем положении относительно статора. Ориентация оси клапана относительно оси ротора осуществляется регулировочным узлом. Седло является неподвижным элементом клапанного устройства. Фиксация седла в нижней части корпуса выполнена при помощи втулки. В седле выполнено центральное отверстие, которое при работе винтовой пары периодически перекрывается клапаном, совершающим планетарные движения вместе с ротором, создавая пульсации давления. Эффективность смещения оси отверстия клапана в пределах 0,25-0,8 была подобрана на основании расчетов с последующим проведением стендовых и промышленных испытаний осциллятора.The valve is a movable element of the valve device with an opening offset relative to the rotor axis and lying within 0.25-0.8 of the eccentricity "e" of the screw pair of the pressure pulse generator and connected to the rotor. To create maximum hydraulic impulses during the operation of the oscillator, the axis of the valve opening must be strictly oriented relative to the rotor axis so that the axis of the valve opening, in the longitudinal direction, coincides with the axis of the rotor when it is in the lower position relative to the stator. The orientation of the valve axis relative to the rotor axis is carried out by an adjusting unit. The seat is a fixed element of the valve device. The seat is fixed in the lower part of the body with a bushing. A central hole is made in the saddle, which, during the operation of the screw pair, is periodically closed by a valve that makes planetary movements together with the rotor, creating pressure pulsations. The efficiency of displacement of the valve opening axis within 0.25-0.8 was selected on the basis of calculations followed by bench and industrial tests of the oscillator.
Рабочие контактные поверхности клапанного устройства выполняют роль подшипника скольжения, воспринимающего гидравлическую нагрузку от перепада давления при работе героторного механизма и вес ротора. Рабочие контактные поверхности седла клапанного устройства (фиг. 3) и клапана клапанного устройства (фиг. 4) имеют износостойкие элементы из твердого сплава с HRA не менее 86, например, карбида вольфрама или титановольфрамового сплава, скрепленные с каждой из контактных поверхностей клапанного устройства связующей из порошка износостойкого материала с металлом-связкой «ж», выполненные в виде пластин «в», образующих при укладке износостойкий слой. Износостойкие элементы выполнены в виде пластин, расположенных рядами, при этом центры пластин каждого ряда смещены по отношению к центрам пластин соседнего ряда. The working contact surfaces of the valve device act as a sliding bearing that perceives the hydraulic load from the pressure drop during the operation of the gerotor mechanism and the weight of the rotor. The working contact surfaces of the valve device seat (Fig. 3) and the valve device valve (Fig. 4) have wear-resistant elements made of hard alloy with an HRA of at least 86, for example, tungsten carbide or titanium-tungsten alloy, bonded to each of the contact surfaces of the valve device with a binder made of powder of wear-resistant material with a metal-bond "g", made in the form of plates "c", forming a wear-resistant layer during installation. Wear-resistant elements are made in the form of plates arranged in rows, while the centers of the plates of each row are displaced with respect to the centers of the plates of the adjacent row.
Пластины расположены рядами, с зазорами, по концентричным окружностям, центры пластин соседних рядов смещены относительно друг друга, для того, чтобы при контакте с ответной деталью клапанного устройства перекрытие одной пластины на одной детали было не менее 70 процентов с пластинами ответной детали, что обеспечивает уменьшение нагрузки на концы пластин деталей клапанного устройства. При трении контактных поверхностей клапанного устройства, во время работы осциллятора под нагрузкой, концы пластин каждого ряда перекрываются серединами пластин ответной детали, при этом сводится к минимуму возможность расшатывания и вырывания каждой пластины с места ее крепления, что повышает ресурс работы клапанного устройства и, как следствие, увеличивает надёжность и ресурс работы осциллятора. The plates are arranged in rows, with gaps, along concentric circles, the centers of the plates of adjacent rows are displaced relative to each other, so that when in contact with the counterpart of the valve device, the overlap of one plate on one part is at least 70 percent with the plates of the counterpart, which provides a reduction loads on the ends of the plates of the valve device parts. With friction of the contact surfaces of the valve device, during the operation of the oscillator under load, the ends of the plates of each row are overlapped by the middle of the plates of the counterpart, while the possibility of loosening and pulling out of each plate from the place of its attachment is minimized, which increases the service life of the valve device and, as a consequence , increases the reliability and service life of the oscillator.
Кроме того, износостойкие элементы клапанного устройства могут быть выполнены в виде пластин «в» разных форм и размеров. In addition, the wear-resistant elements of the valve device can be made in the form of plates "b" of various shapes and sizes.
Также на краях контактных поверхностей клапанного устройства выполнены бурты, высота «m» которых составляет m=(0,7-1,0)k, где k – толщина износостойкого слоя металла-связки, что обеспечивает прочность крепления торцов износостойкого слоя, предохраняя их от выкрашивания при вибрациях и нагрузках. Also, on the edges of the contact surfaces of the valve device, collars are made, the height "m" of which is m = (0.7-1.0) k, where k is the thickness of the wear-resistant layer of the metal-bond, which ensures the strength of the attachment of the ends of the wear-resistant layer, protecting them from spalling under vibrations and loads.
Кроме того, в клапанном устройстве на контактных поверхностях связующая порошка износостойкого материала и металла-связки «ж» выполнена в виде самофлюсующейся композиции на основе сферического релита. In addition, in the valve device on the contact surfaces, the binder of the powder of the wear-resistant material and the metal-bond "g" is made in the form of a self-fluxing composition based on a spherical relit.
Ниже клапанного устройства, во внутренней полости нижнего переводника расположен фильтр-уловитель, задерживающий продукты износа клапанного устройства, препятствуя их попаданию в элементы бурильной колонны, расположенные ниже осциллятора, что могло бы привести к их повреждению или повышенному износу, повышая надёжность и ресурс работы осциллятора и бурильной колонны.Below the valve device, in the inner cavity of the lower sub, there is a filter-trap that traps wear products of the valve device, preventing them from entering the drill string elements located below the oscillator, which could lead to their damage or increased wear, increasing the reliability and service life of the oscillator and drill string.
Отличительными признаками заявляемого изобретения, обеспечивающими достижение технического результата, являются следующие:Distinctive features of the claimed invention, ensuring the achievement of the technical result, are the following:
- осциллятор не содержит пустотелого вала, радиально-упорной опоры вращения и торсионного вала;- the oscillator does not contain a hollow shaft, an angular contact support of rotation and a torsion shaft;
- в верхней части статора размещено ограничительное кольцо, ограничивающее осевое перемещение ротора;- in the upper part of the stator there is a restraining ring that limits the axial movement of the rotor;
- рабочие контактные поверхности деталей клапанного устройства, имеющие износостойкие элементы из твердого сплава, скрепленные с каждой из контактных поверхностей клапанного устройства связующей из порошка износостойкого материала с металлом-связкой, выполненные в виде пластин, образующих при укладке износостойкий слой, при этом пластины расположены рядами, с зазорами, по концентричным окружностям, центры пластин соседних рядов смещены относительно друг друга, для того, чтобы при контакте с ответной деталью клапанного устройства перекрытие одной пластины на одной детали было не менее 70 процентов с пластинами ответной детали,. На краях контактных поверхностей клапанного устройства выполнены бурты, высота «m» которых составляет m = (0,7-1,0) k, где k – толщина износостойкого слоя. В клапанном устройстве на контактных поверхностях связующая из порошка износостойкого материала и металла-связки выполнена в виде самофлюсующейся композиции. Все эти технические признаки обеспечивают долговечность и надежность клапанного устройства, а также конструкции осциллятора и буровой колонны в целом;- working contact surfaces of the valve device parts having wear-resistant elements made of hard alloy, fastened to each of the contact surfaces of the valve device with a binder made of a powder of wear-resistant material with a metal-bond, made in the form of plates forming a wear-resistant layer during laying, while the plates are arranged in rows, with gaps, along concentric circles, the centers of the plates of adjacent rows are offset relative to each other, so that when in contact with the counterpart of the valve device, the overlap of one plate on one part is at least 70 percent with the plates of the counterpart. On the edges of the contact surfaces of the valve device, collars are made, the height "m" of which is m = (0.7-1.0) k, where k is the thickness of the wear-resistant layer. In the valve device, on the contact surfaces, a binder made of a powder of a wear-resistant material and a metal-binder is made in the form of a self-fluxing composition. All these technical features ensure the durability and reliability of the valve device, as well as the design of the oscillator and the drill string as a whole;
- в подвижной части клапанного устройства проходное отверстие выполнено со смещением относительно оси ротора и лежащем в пределах 0,25-0,8 от эксцентриситета винтовой пары, для ориентации оси которого, относительно оси ротора имеется регулировочный узел, при этом подвижная часть клапанного устройства – клапан, соединена через хвостовик ротора с ротором, что обеспечивает уменьшение перепада давления в клапанном устройстве.- in the movable part of the valve device, the bore is made with an offset relative to the rotor axis and lying within 0.25-0.8 of the eccentricity of the screw pair, for the orientation of the axis of which, relative to the axis of the rotor, there is an adjusting unit, while the movable part of the valve device is a valve , is connected through the shank of the rotor with the rotor, which provides a decrease in the pressure drop in the valve device.
- ниже клапанного устройства во внутреннюю полость нижнего переводника установлен фильтр-уловитель, представляющий собой кольцо с отверстиями, задерживающими продукты износа клапанного устройства, повышающий надежность и долговечность осциллятора и буровой колонны в целом.- below the valve device, in the inner cavity of the lower sub, a filter-trap is installed, which is a ring with holes that trap wear products of the valve device, which increases the reliability and durability of the oscillator and the drill string as a whole.
Изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.
На фиг. 1 изображен общий вид осциллятора. FIG. 1 shows a general view of the oscillator.
На фиг. 2 изображён разрез А-А на фиг. 1, показана винтовая пара.FIG. 2 shows a section A-A in Fig. 1, a screw pair is shown.
На фиг. 3 показано седло 10 клапанного устройства 5.FIG. 3 shows the
На фиг. 4 изображён клапан 8 клапанного устройства 5.FIG. 4 shows the
На фигурах использованы следующие обозначения позиций: The following reference designations are used in the figures:
1 – генератор импульсов давления; 2 – верхний переводник; 3 – статор; 4 – ротор; 5 – клапанное устройство; 6 – корпус; 7 – нижний переводник; 8 – клапан, который установлен в хвостовик ротора; 9 – хвостовик ротора; 10 – седло; 11 – регулировочный узел; 12 – втулка; 13 – ограничительное кольцо; 14 – фильтр уловитель; 15 – смесительная камера; 16 – переводник; 17 – генератор продольных перемещений; 18 – соединительный переводник; 19 – полый корпус; 20 – средний переводник; 21 – шлицевой переводник; 22 – полый сердечник; 23 – пружина; 24 – поршень; 25 – кольцевой поршень; 26 – уплотнения; 27 – шлицевое соединение.1 - pressure pulse generator; 2 - upper sub; 3 - stator; 4 - rotor; 5 - valve device; 6 - case; 7 - lower sub; 8 - valve, which is installed in the rotor shank; 9 - rotor shank; 10 - saddle; 11 - adjusting unit; 12 - bushing; 13 - a restraining ring; 14 - trap filter; 15 - mixing chamber; 16 - sub; 17 - generator of longitudinal displacements; 18 - connecting sub; 19 - hollow body; 20 - middle sub; 21 - splined sub; 22 - hollow core; 23 - spring; 24 - piston; 25 - annular piston; 26 - seals; 27 - spline connection.
Осциллятор бурильной колонны содержит генератор 17 продольных перемещений и генератор 1 импульсов давления, которые связаны между собой механически (посредством резьбовых соединений переводников и корпусов) и гидравлически (посредством внутренних каналов). Генератор 1 импульсов давления включает в себя верхний переводник 2, винтовую пару (фиг.2) с рабочими органами на базе героторного механизма – статор 3 и расположенные внутри него с эксцентриситетом - «е» (фиг. 2) ротор 4, клапанное устройство 5, корпус 6 и нижний переводник 7. Для ограничения ротора 4 от осевого перемещения в верхней части канала статора 3 расположено ограничительное кольцо 13. В нижней части генератора 1 импульсов давления находится смесительная камера 15 расположенная внутри переводника нижнего 7. Верхняя часть нижнего переводника 7 соединена с корпусом 6, а нижняя часть при помощи резьбы соединена с колонной бурильных труб (на фиг. не показано). Выше винтовой пары (фиг.2) размещен переводник 16, соединенный со статором 3 через переводник верхний 2, служащий для соединения генератора 1 импульсов давления с генератором 17 продольных перемещений. Генератор 17 продольных перемещений включает в себя сборку корпусных деталей, состоящую из соединительного переводника 18, полого корпуса 19, среднего переводника 20 и шлицевого переводника 21. Внутри полого корпуса 19 располагается полый сердечник 22, соединенный с колонной бурильных труб (на фиг. не показано). Внутри полого корпуса 19 размещена пружина 23. Кольцевая полость ограниченная полым сердечником 22, полым корпусом 19, шлицевым переводником 21, средним переводником 20 заполнена маслом, а внутри этой полости между полым сердечником 22 и шлицевым переводником 21 для восприятия реактивного момента, возникающего при работе генератора 17 продольных перемещений, расположено шлицевое соединение 27. Уплотнения 26 и поршень 24 обеспечивают герметичность масляной полости. На нижней части полого сердечника 22 установлен кольцевой поршень 25. The drill string oscillator contains a
Клапанное устройство 5 выполнено в виде двух контактирующих между собой элементов, первый элемент – клапан 8, который установлен в хвостовик 9 ротора, второй элемент – седло 10, установленное в нижнем переводнике 7.The valve device 5 is made in the form of two contacting elements, the first element is the
Клапан 8 является подвижным элементом клапанного устройства 5 с отверстием, выполненным со смещением относительно оси ротора 4, и лежащим в пределах 0,25-0,8 от эксцентриситета «е» винтовой пары (фиг.2) генератора 1 импульсов давления и соединенным с ротором 4. Для создания максимальных гидравлических импульсов при работе осциллятора ось отверстия клапана 8 строго ориентирована относительно оси ротора 4 таким образом, чтобы ось отверстия клапана, в продольном направлении, совпадала с осью ротора, при его нахождении в нижнем положении относительно статора. Ориентация оси клапана 8 относительно оси ротора 4 осуществляется регулировочным узлом 11. Седло 10, является неподвижным элементом клапанного устройства. Фиксация седла 10 в нижней части корпуса 6 выполнена при помощи втулки 12. В седле 10 выполнено центральное отверстие, которое при работе винтовой пары (фиг.2) периодически перекрывается клапаном 8, совершающим планетарные движения вместе с ротором 4, создавая пульсации давления. The
Рабочие контактные поверхности седла 10 клапанного устройства 5 и клапана 8 клапанного устройства 5 имеют износостойкие элементы из твердого сплава с HRA не менее 86, например, карбида вольфрама или титановольфрамового сплава, скрепленные с каждой из контактных поверхностей клапанного устройства 5 связующей из порошка износостойкого материала с металлом-связкой «ж», выполненные в виде пластин «в», образующих при укладке износостойкий слой. The working contact surfaces of the
Износостойкие пластины «в» расположены рядами, с зазорами, по концентричным окружностям, центры пластин соседних рядов смещены относительно друг друга, чтобы при контакте с ответной деталью клапанного устройства 5 перекрытие одной пластины на одной детали было не менее 70 процентов с пластинами ответной детали, что обеспечивает уменьшение нагрузки на концы пластин деталей клапанного устройства.. При трении контактных поверхностей клапанного устройства, во время работы осциллятора под нагрузкой, концы пластин каждого ряда перекрываются серединами пластин ответной детали, при этом сводится к минимуму возможность расшатывания и вырывания каждой пластины с места ее крепления. Wear-resistant plates "c" are arranged in rows, with gaps, along concentric circles, the centers of the plates of adjacent rows are displaced relative to each other, so that when in contact with the counterpart of the valve device 5, one plate overlap on one part is at least 70 percent with the plates of the counterpart, which provides a decrease in the load on the ends of the plates of the valve device parts. When the contact surfaces of the valve device friction, during the operation of the oscillator under load, the ends of the plates of each row are overlapped by the middle of the plates of the counterpart, while minimizing the possibility of loosening and pulling out of each plate from its attachment point ...
На краях контактных поверхностей клапанного устройства 5 выполнены бурты, высота «m» которых составляет m = (0,7-1,0) k, где k – толщина износостойкого слоя металла-связки, что обеспечивает прочность крепления торцов износостойкого слоя, предохраняя их от выкрашивания при вибрациях и нагрузках.On the edges of the contact surfaces of the valve device 5, collars are made, the height "m" of which is m = (0.7-1.0) k, where k is the thickness of the wear-resistant layer of the metal-bond, which ensures the strength of the attachment of the ends of the wear-resistant layer, protecting them from spalling under vibrations and loads.
Ниже клапанного устройства 5 расположен фильтр-уловитель 14, установленный во внутреннею полость нижнего переводника 7 и представляющий собой кольцо с отверстиями, задерживающими продукты износа клапанного устройства 5. Below the valve device 5 there is a filter-
Осциллятор работает следующим образом. Поток промывочной жидкости (бурового раствора) нагнетается по стрелке Б поступает в колонну бурильных труб, далее в полый сердечник 22 и в винтовую пару (фиг.2) генератора 1 импульсов давления. Винтовая пара (фиг.2) генератора 1 импульсов давления работает в режиме гидродвигателя. В результате под действием потока промывочной жидкости происходит планетарное вращение ротора 4 вместе с ним хвостовика 9 ротора и подвижной части клапанного устройства 5. Рабочие контактные поверхности клапанного устройства 5 выполняют роль подшипника скольжения, воспринимающего гидравлическую нагрузку от перепада давления при работе героторного механизма и вес ротора 4, таким образом рабочая контактная поверхность клапана 8 соприкасается с рабочей контактной поверхностью седла 10, и совершает планетарное движение совместно с ротором 4 и хвостовиком 9 в результате происходит циклическое закрытие и открытие отверстий в неподвижной части клапанного устройства 5 создает гидравлические импульсы давления, которые, воздействуя на кольцевой поршень 25, преобразуются в усилие, создающее осевые перемещения полого сердечника 22 вверх, а под действием пружины 23 полый сердечник 22 передвигается вниз и возвращается в исходное положение внутри полого корпуса 19. Ниже клапанного устройства 5 расположен фильтр-уловитель 14, установленный во внутреннею полость нижнего переводника 7 и представляющий собой кольцо с отверстиями, задерживающими продукты износа клапанного устройства. The oscillator works as follows. The flow of flushing fluid (drilling fluid) is injected along the arrow B enters the drill string, then into the
Заявляемое техническое решение повышает надежность и ресурс работы осциллятора, по сравнению с известными конструкциями осцилляторов, прежде всего за счет уменьшения перепада давления в клапанном устройстве за счет того, что в клапане выполнено отверстие, со смещением относительно оси ротора и лежащим в пределах 0,25-0,8 от эксцентриситета «е» винтовой пары. Кроме того, обеспечивает низкую себестоимость изделия при высоких показателях работоспособности и надежности, а также повышает эффективность бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин за счет снижения трения колонны о стенки скважин, повышения ресурса долота, снижения металлоёмкости конструкции за счет исключения дополнительного пустотелого вала, радиально-упорной опоры вращения и торсионного вала, уменьшения сил трения о стенки скважины, результатом чего является увеличение механической скорости проходки, а также из-за отсутствия дополнительного пустотелого вала, радиально-упорной опоры вращения и торсионного вала исключаются дополнительные гидравлические сопротивления при прокачке буровых растворов.The claimed technical solution increases the reliability and service life of the oscillator, in comparison with the known designs of oscillators, primarily by reducing the pressure drop in the valve device due to the fact that a hole is made in the valve, with an offset relative to the rotor axis and lying within 0.25- 0.8 from the eccentricity "e" of the screw pair. In addition, it provides a low cost of the product with high performance and reliability indicators, and also increases the efficiency of drilling directional and horizontal wells by reducing the friction of the string against the wellbore walls, increasing the bit resource, reducing the metal consumption of the structure by eliminating an additional hollow shaft, radial a thrust bearing of rotation and a torsion shaft, a decrease in frictional forces against the walls of the well, which results in an increase in the mechanical speed of penetration, and also due to the absence of an additional hollow shaft, an angular contact support of rotation and a torsion shaft, additional hydraulic resistances are excluded when pumping drilling fluids.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139428A RU2750144C1 (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Drill string oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139428A RU2750144C1 (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Drill string oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2750144C1 true RU2750144C1 (en) | 2021-06-22 |
Family
ID=76504878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020139428A RU2750144C1 (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Drill string oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2750144C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU213261U1 (en) * | 2022-03-23 | 2022-09-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | SCREW MOTOR WITH DEFLECTOR |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6279670B1 (en) * | 1996-05-18 | 2001-08-28 | Andergauge Limited | Downhole flow pulsing apparatus |
| RU2232252C1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-07-10 | ОАО НПО "Буровая техника" | Device for generating hydraulic pressure impulses in a well |
| US8251144B2 (en) * | 2004-08-10 | 2012-08-28 | Andergauge Limited | Flow diverter |
| RU2565316C1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Oscillator for drill string |
| RU172421U1 (en) * | 2017-04-20 | 2017-07-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Гидробур-сервис" | Drill string rotator |
| RU2645198C1 (en) * | 2016-10-17 | 2018-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Oscillator for drilling string |
| RU2018118736A (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Drill string oscillator |
| RU2732322C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-09-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Oscillator for a drill string |
-
2020
- 2020-12-01 RU RU2020139428A patent/RU2750144C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6279670B1 (en) * | 1996-05-18 | 2001-08-28 | Andergauge Limited | Downhole flow pulsing apparatus |
| RU2232252C1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-07-10 | ОАО НПО "Буровая техника" | Device for generating hydraulic pressure impulses in a well |
| US8251144B2 (en) * | 2004-08-10 | 2012-08-28 | Andergauge Limited | Flow diverter |
| RU2565316C1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Oscillator for drill string |
| RU2645198C1 (en) * | 2016-10-17 | 2018-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Oscillator for drilling string |
| RU172421U1 (en) * | 2017-04-20 | 2017-07-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Гидробур-сервис" | Drill string rotator |
| RU2018118736A (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Drill string oscillator |
| RU2732322C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-09-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Oscillator for a drill string |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU213261U1 (en) * | 2022-03-23 | 2022-09-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | SCREW MOTOR WITH DEFLECTOR |
| RU2781681C1 (en) * | 2022-04-07 | 2022-10-17 | Андрей Газимович Гирфатов | Oscillator for drill string |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2726805C1 (en) | Downhole vibrating device | |
| EP3710665B1 (en) | Vibration assembly and method | |
| RU2440482C1 (en) | Downhole tool for fluid medium circulation in well shaft, circulation system of fluid medium in well shaft and circulation method of fluid medium in well shaft (versions) | |
| RU2565316C1 (en) | Oscillator for drill string | |
| RU2645198C1 (en) | Oscillator for drilling string | |
| EP2379907B1 (en) | Downhole vibration dampener | |
| US10927612B2 (en) | Downhole auxiliary drilling apparatus | |
| RU2629315C2 (en) | Rotor bearing for downhole drilling motor with moving cavity | |
| RU2732322C1 (en) | Oscillator for a drill string | |
| EP3052739B1 (en) | Vibration damper | |
| CN108412420B (en) | Pulsation type composite impactor | |
| RU2318135C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| CN102913165A (en) | Well-drilling downhole turbine-drive while-drilling vibrator | |
| RU172421U1 (en) | Drill string rotator | |
| US4263788A (en) | Universal joint apparatus having sliding plate construction for separating thrust and torque forces | |
| US10989189B2 (en) | Progressive cavity motor dampening system | |
| RU2750144C1 (en) | Drill string oscillator | |
| RU2521993C1 (en) | Dual-acting hydraulic jar | |
| GB2608061A (en) | Wear resistant vibration assembly and method | |
| RU2467150C2 (en) | Drill string damper | |
| US5673764A (en) | Drill string orienting motor | |
| US4462472A (en) | Marine bearing for a downhole drilling apparatus | |
| RU2768784C1 (en) | Drill string oscillator | |
| CN108678659B (en) | Down-hole descending friction low-frequency impact drilling tool | |
| RU2241155C1 (en) | Damping coupling |