SU1432225A1 - Турбинный бур - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и м. б. использовано дл  бурени  скважин большого диаметра. Цель - повышение произв-сти за счет регулировани  гидравлической мощности, подводимой к турбобурам при бурении перемежающихс  пород различной твердости. Переводник 2 буровой колонны соединен с траверсой (Т) 1, в отверсти х которой с возможностью ограниченного осевого перемещени  установлены верхние переводники турбобуров (ТБ) 3. Последние размещены в отверсти х ут желителей 4, подвешенных к Т 1. К валам 8 ТБ 3 прикреплены долота 7. В верхнем положении ТБ 3 гидравлические каналы (ГК) верхних переводников ТБ Зи Т 1 совпадают. Сверху и снизу Т 1 ут желителей 4 расположены эластичные кожухи 22-25, внутренние полости которых заполнены маслом и в них размещены пружины. В ут желител х 4 и в Т 1 выполнены каналы дл  попарного соединени  внутренних полостей верхних и нижних кожухов. Промывочную жидкость через ГК подают в напорные полости ТБ 3. При бурении пород средней твердости ГК не совпадают, а гидравлическа  мощность, подводима  к ТБ 3, обеспечивает оптимальный режим разрушени  породы. При бурении твердых пород увеличивают нагрузку на забой и ТБ 3 перемещаютс  вверх относительно Т 1. При этом ГК совпадают и в ТБ 3 поступает максимальное количество промывочной жидкости. При бурении м гких пород мощность ТБ 3 минимальна. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. S (Л

Description

5 j

4

СО

N5 N5 N3 СД

Изобретение относитс  к горному делу и может быть использовано дл  бурени  скважин большого диаметра и шахтных стволов.

Цель изобретени  - повышение производительности за счет регулировани  гидравлической мош,ности, подводимой к турбобурам при бурении перемежающихс  пород различной твердости.

На фиг. 1 изображен турбинный бур, обш.ий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Турбинный бур состоит из траверсы 1, скрепленной с неподвижным центральным ниппелем,  вл ющимс  переводником 2 буровой колонны (не показана), турбобуров 3, ут желителей 4 с нижней 5 и верхней 6 плитами и долот 7, закрепленных на валах 8 турбобуров 3. Ут желители 4 с плитами 5 и 6 подвешены к траверсе 1 посредством трубы 9.

Верхние переводники 10 турбобуров (ниппел ) установлены в отверсти х 11 траверсы с небольшим зазором и имеют уплотнени  12.

Ограничител ми осевого перемещени  турбобуров  вл ютс  крышка 13, соединенна  с верхним переводниками 10 турбобуров , и обода 14, скрепленные с турбобурами . В траверсе закреплены фиксаторы 15, концы которых размещены в продольных канавках 16 переводников 10 дл  стопорени  турбобуров от проворачивани  в отверсти х 11 траверсы 1.

Средн   часть турбобуров размещена в отверсти х 17 ут желителей 4 и плит 5 и 6. Гидравлические каналы 18 и 19 выполнены В траверсе, а гидравлические каналы - в переводниках 10. Каналы 18-20 сообщают напорную полость 21 турбобуров с внутренней полостью переводника 2 буровой колонны . Каналы 18 и 20 совпадают полностью при верхнем положении турбобуров и частично при остальных положени х турбобуров относительно траверсы.

Кольцевые полости между турбобурами 1 или их верхними переводниками 10 и отверсти ми 17 или 11 разобщены от наружного пространства посредством эластичных 22 и 23 верхних кожухов и эластичных 24 и 25 нижних кожухов. Кожухи 22 прикреплены к турбобурам и к верхней плите 6, кожухи 23 - к крышкам 13 и к траверсе, кожухи 24 - к ободам 14 и к нижней плите 5, а кожухи 25 - к траверсе и к дискам 26, прикрепленным к переводникам 10.

Внутренние полости кожухов 23 и 25 сообщены каналами 27, выполненными в траверсе , а внутренние полости кожухов 22 i 24 - каналами, выполненными в ут желител х и плитах (не показаны).

Внутри кожухов 25 между траверсой 1 и дисками 26 расположены пружины 28. Внутренние полости кожухов заполнены маслом.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

Турбинный бур работает следующим образом .

Бур опускают на забой и по буровой колонне через каналы 18-20 направл ют промывочную жидкость в напорные полости 21 турбобуров 3. Вследствие запуска турбобуров начинают вращатьс  вокруг своих осей долота 7. Одновременно бур вращают ротором с поверхности (не показан) или посредством реактивного момента. После создани  осевой нагрузки долота, враща сь одновременно вокруг собственных осей и оси траверсы, начинают бурить скважину. Осевую нагрузку на долото создают и поддерживают в зависимости от твердости буримых пород: чем больще твердость, тем больше величина осевой нагрузки. Турбинный бур отрегулирован таким образом, что при бурении пород средней твердости, при средней величине осевой нагрузки, турбобуры занимают среднее положение относительно траверсы, при котором сечени  каналов 18 и 20 не совпадают (фиг. 3). Гидравлическа  мощность, подводима  к турбобурам при этом, обеспечивает оптимальный режим разрушени  породы. При встрече буром прослойки твердых пород темп бурени  снижаетс . Бурильщик сразу увеличивает осевую нагрузку, вследствие чего турбобуры, преодолева  сопротивлени  пружин 28, перемещаютс  вверх и каналы 18 и 20 начинают совмещатьс , а при максимальной нагрузке - совпадают. Так как сопротивление потоку промывочной жидкости снижаетс , она поступает в турбобуры в большем количестве, увеличива  гидравлическую мощность турбобуров и мощность турбинного бура в целом. Увеличение мощности приводит к увеличению темпа бурени .

Если тверда  прослойка смен етс  м гкой , то бурильщик уменьшает нагрузку на забой, турбобуры под действием их веса и пружин 28 перемещаютс  вниз, каналы 18 и 20 расход тс  и мощность, подводима  к турбобурам, уменьшаетс ; бур все типы пород бурит в оптимальном режиме.

При осевом перемещении турбобуров масло перетекает из нижних кожухов в верхние и наоборот, при этом внутри кожухов поддерживаетс  избыточное давление, преп тствующее поступлению промывочной жидкости с частицами твердого шлама в полости кожухов и в кольцевые полости между турбобурами 1 или их верхними переводниками 10 и отверсти ми 17 или П.

Claims (2)

1. Турбинный бур, включающий траверсу с гидравлическими каналами, переводник буровой колонны, соединенный с тра- версой, турбобуры, верхние переводники которых имеют гидравлические каналы и установлены в отверсти х траверсы с возможностью ограниченного осевого перемещени , ут желители, подвешенные к траверсе, в отверсти х которых размешены турбобуры, и долота, закрепленные на валах турбобуров , отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности за счет регулировани  гидравлической мощности, подводимой к турбобурам при бурении перемежающихс  пород различной твердости, гидравлические каналы в траверсе и в верхних переводниках турбобуров расположены с возможностью их совмещени  при верхних положе

ВИЯХ турбобуров, бур снабжен эластичными кожухами, располженными сверху и снизу траверсы и ут желителей, а в траверсе и в ут желител х выполнены каналы дл  попарного соединени  внутренних полостей верхних и нижних кожухов, при этом внутренние полости кожухов заполнены маслом, а турбобуры подпружинены относительно траверсы.

2. Бур по п. 1, отличающийс  тем, что пружины размешены внутри кожухов.

2

(Риг.2