SU1585505A1

SU1585505A1 - Apparatus for electric drilling of wells

Info

Publication number: SU1585505A1
Application number: SU864106992A
Authority: SU
Inventors: Владимир Шмавонович Шмавонянц; Олег Георгиевич Коваль; Владимир Иванович Безденежных; Игорь Владимирович Тур; Георгий Карожанович Ешимов; Валерий Дмитриевич Ягодин
Priority date: 1986-08-14
Filing date: 1986-08-14
Publication date: 1990-08-15

Abstract

Изобретение относитс к горной промышленности и предназначено дл бурени скважин при помощи забойных двигателей. Цель - повышение надежности электропитани электробура за счет исключени кабельных линий электропередачи. Дл этого приводной двигатель (ПД) выполнен в виде турбинных секций турбобура 6. На валу 7 ПД расположены возбудитель 5 и электрогенератор (ЭГ) 4, выход которого соединен с входом блока управлени (БУ) 3 с регул тором возбуждени . Выходы БУ 3 подключены соответственно к электробуру 2 и к входу возбудител 5. При этом ПД вместе с возбудителем 5, ЭГ 4 и БУ 3 расположены непосредственно над электробуром 2. На валу электробура 2 закреплен моментомер, включенный в отрицательную обратную св зь регул тора возбуждени БУ 3. При бурении пород повышенной твердости регул тор напр жени БУ 3 в цепи возбуждени возбудител 5 увеличивает ток возбуждени ЭГ 4. Напр жение питани электробура 2 увеличитс и повыситс скорость вращени ПД. При переходе к более м гким породам напр жение возбуждени возбудител 5 снижаетс , снижаетс соответственно и ток возбуждени ЭГ 4, пропорционально уменьшаетс и скорость ПД. 1 ил.The invention relates to the mining industry and is intended for drilling wells using downhole motors. The goal is to increase the reliability of power supply for an electric drill by eliminating cable power lines. For this, the drive engine (PD) is made in the form of turbine sections of the turbodrill 6. On the shaft 7 of the PD are the exciter 5 and the electric generator (EG) 4, the output of which is connected to the input of the control unit (CU) 3 with the excitation controller. The outputs of the CU 3 are connected respectively to the electric drill 2 and to the input of the exciter 5. At the same time, the PD together with the exciter 5, EG 4 and CU 3 are located directly above the electric drill 2. On the shaft of the electric drill 2, a torque meter is attached to the negative feedback of the CURR regulator 3. When drilling rocks of increased hardness, the voltage regulator BU 3 in the excitation circuit of the driver 5 increases the excitation current of the EG 4. The voltage of the power supply of the electric drill 2 increases and the speed of rotation of the PD increases. When switching to softer rocks, the excitation voltage of the exciter 5 decreases, the excitation current of EG 4 decreases accordingly, and the PD speed decreases proportionally. 1 il.

Description

Изобретение относитс к горной промьгшпепности, а именно к бурению сквалсин при поморц забойных двигателей .The invention relates to the mining industry, namely the drilling of squaline in Pomerc downhole motors.

Целью, изобретени вл етс повы- шение надежности электропитани элек тробура за счет исключени кабельных линий электропередачи.The purpose of the invention is to improve the reliability of the power supply of the electric drill by eliminating cable transmission lines.

На чертеже изображена схема разме щени блоков устройства и их взаимосв зей .The drawing shows the layout of the units of the device and their interrelations.

Крут пцдй момент на породоразрушаю щем инструменте 1 создаетс электробуром 2, ротор которого жестко сое- динен с первым или имеет устройства дискретного увеличени крут щего момента при одновременном снижении скорости вращени - редукторные вставки (не показаны). Зажимы статорной обмотки электробура 2 подключены к блоку 3 управлени , в состав которого вход т моментомер, трансформатор тока дл питани цепей управлени , коммутирующие элементы, выпр митель, токова защита генератора от короткого замыкани потребител - электро- бура и регул тор вoзбyж eни .The torque of the rock-breaking tool 1 is created by the electric drill 2, the rotor of which is rigidly connected with the first one or has devices for discretely increasing the torque moment while reducing the rotational speed - gear inserts (not shown). The stator windings of the electric drill 2 are connected to the control unit 3, which includes a torque meter, a current transformer for supplying the control circuits, switching elements, a rectifier, a current protection of the generator from a short circuit of the consumer and an electric controller and a controller of ejection.

Блок 3 управлени может быть механически жестко или посредством разъемного соединени св зан с корпусом электробура 2. Выход блока 3 управлени подключен также к обмотке возбуждени электрогенератора 4 (в случае вьтолнени -последнего с самовозбу7кдением) или к обмотке возбуждени возбудител 5 (в случае применени электрогенератора 4 с электромашинным возбудителем 5).The control unit 3 can be mechanically rigidly or connected to the body of the electric drill 2 by means of a detachable connection. The output of the control unit 3 is also connected to the excitation winding of the electric generator 4 (in the case of the last self-excitation) or to the excitation winding of the exciter 5 (in the case of using the electric generator 4 with electromechanical agent 5).

Элект)огенератор 4, возбудитель 5 и турбинные секции турбобура 6 размещены в скважине соосно непосредственно над электробуром 2, Ро- торы электрогенератора 4, тур бинных секций турбобура 6 и возбудител 5 расположены на одЦом валу 7.Electric) generator 4, exciter 5 and turbine sections of turbodrill 6 are placed in a well coaxially directly above electric drill 2, Rotors of electric generator 4, turbine sections of turbodr 6 and exciter 5 are located on one shaft 7.

Турбинныб сек1щи турбобура 6 вл ютс приводным двигателем электрогенератора 4 и предназначены дп пре- образоваш1Я кинетической энергии бу-( рового раствора 8 в энергию вращё- ни ротора электрогенератора 4 и возбудител 5, .The turbine section of the turbo-drill 6 is the driving motor of the electric generator 4 and is designed to convert the kinetic energy of the drilling solution 8 into the energy of rotation of the rotor of the electric generator 4 and the exciter 5,.

Устройство дл электробурени скважин работает следующим образом.The device for electric drilling of wells works as follows.

Буровой раствор 8, поступа в турбинные секции турбобура 6, разгон ет его ротор, вращение которого че- рез вал 7 передаетс на ротор возбудител 5 и электрогенератора 4. Последний вьфабатывает переменный электрический ток необходимого нап- р жени U/1/M p, который подаетс через блок 3 управлени на электродвигатель электробура 2, привод в движение его ротор и соответственно породоразрушаюпщй инструмент 1 (долото шарошечное, лопастное, колонковое и др.) .The drilling fluid 8, entering the turbine sections of the turbo-drill 6, accelerates its rotor, the rotation of which through the shaft 7 is transmitted to the rotor of the exciter 5 and the electric generator 4. The last absorbs the alternating electric current of the required voltage U / 1 / M p It is fed through the control unit 3 to the electric motor of the electric drill 2, driving its rotor and, accordingly, rock-cutting tool 1 (roller bit, blade, column, etc.).

При бурении породы посто нной твердости электробур 2 потребл ет оределенное количество электроэнергии , величина которой определ етс из услови эффективного породораз- рушени и в конечном итоге зависит от давлени бурового раствора 8 на входе турбобура 6.When drilling rock of constant hardness, the electric drill 2 consumes a certain amount of electricity, the value of which is determined from the condition of effective rock destruction and ultimately depends on the pressure of the drilling fluid 8 at the inlet of the turbo-drill 6.

При переходе породоразрушающего инструмента 1 к породам повышенной твердости дл эад)ективного породо- разрушени крут щий момент необходимо снизить и увеличить частоту вращени инструмента. При этом регул тор напр жени блока 3 управлени в цепи возбуждени возбудител 5, в отрицательную обратную св зь которого включен моментомер, увеличивает ток возбуждени электрогенератора 4 что приводит к увеличению напр жени питани электробура 2 и повышению скорости вращени его двигател в случае вьтолнени его асинхронным или посто нного тока.When switching the rock-breaking tool 1 to rocks of increased hardness for ed), the breeding torque must reduce the torque and increase the frequency of rotation of the tool. At the same time, the voltage regulator of the control unit 3 in the excitation circuit of the exciter 5, in negative feedback of which the torque meter is turned on, increases the excitation current of the electric generator 4, which leads to an increase in the supply voltage of the electric drill 2 and an increase in the rotation speed of its motor in the case of its asynchronous or direct current.

При переходе к более м гким, породам необходимо снизить скорость вращени породоразрушающего инструмента 1 с одновременным увеличе1щем крут щего момента. Дл этого необходимо снизить напр жение питани электробура с обеспечением необходимой мощности породоразрушени . При этом регул тор возбуждени в блоке 3 управлени обратно пропорционально реагирует на изменение момента и С1шжает напр жение возбуждени возбудител 5 и соответственно ток возбуждени электрогенератора 4. Скорость вращени двигател (асинхронного или посто нного тока) пропорционально уменьшаетс .When moving to softer rocks, it is necessary to reduce the speed of rotation of the rock destructive tool 1 while simultaneously increasing the torque. To do this, it is necessary to reduce the power supply voltage of the electric drill while ensuring the necessary power of rock destruction. In this case, the excitation controller in the control unit 3 responds inversely to the change in the torque, and C1 pulls the excitation voltage of the exciter 5 and, accordingly, the excitation current of the electric generator 4. The speed of rotation of the motor (asynchronous or direct current) decreases proportionally.

Применение устройства дл электробурени скважин позвол ет повысить надежность электропитани электр.обу- ра и осуществить оперативное управление режимом работы электродвигател при изменении твердости разбуриваемых пород.The use of an electric drilling device allows to increase the reliability of the electric power supply of the electric rod and to carry out the operational control of the mode of operation of the electric motor when changing the hardness of drilled rocks.

Claims

Invention Formula

A squash electrical drilling device containing a driving motor / tep on whose shaft there is an exciter and an electric generator whose output is connected to the input of the control unit with the excitation regulator, while the outputs of the control unit are connected respectively to the electric drill and to the input of the exciter so that, in order to increase the reliability of the power supply

15

1585505

electric drills due to exclusion of cable power lines, with; the water engine is made in the form of turbine sections of the turbodrill and is located together with the exciter, the electric generator and the control unit directly above the electric drill, coaxially with it, and the control unit is equipped with an electric meter connected to the electric drill mounted on the shaft; negative feedback of the excitation controller.