SU1705541A1 - Буровой став - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной пром-сти, в частности к буровому инструменту ,, Цель изобретени  - повышение эффективности работы за счет снижени  сопротивлени  момента вращени  и крутильных колебаний бурового става. Буровой став содержит долото, штанги с подсоединительиыми элементами - ниппеле на одном конце и муфтой на другом, расположенные друг под другом со смещением в окружном направлении / прорези под ключ с плоскопараллельными поверхност ми, и кольцевые проточки трапециевидного сечени  сверху и снизу на участке прорезей. Диаметр проточек равен рассто нию между плоскост ми прорезей, а диаметр Пыт штанги на участке расположени  прорезей выбираетс  из соотношени : П Пр пыт(пАол- Пшт)/2, где Пыг - диаметр штанги; диаметр долота. При разрушении шламовых частиц плоскостью прорези уменьшена величина сжати  частицы шлама и, следовательно, уменьшены энергозатраты на ипащение штанги и ее крутигьные колебани . Плоские частицы породы, пооход  в затрубном пространстве и попада  в полость, образованную стенкой сквачины и плоскостной прорезью, мен ют свою ориентировку и расклиниваютс . Плоскость прорези и тело штанги на ее участке, набега  на частицу породы, сжимает ее и разрушает на мелкие, которые в случае задержки на уступе, обпазо- ванном на корпусе плоскостной про резью и кольцевой проточкой, подвергаютс  в основном самодроблению, приобретают благопри тную ориентацию и проход т в затрубнос; пр.т.тпангтво к устью скважины. 1 з.п.ф-пы, 3 ил. § (Л СЛ СП 4

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности, в частности к буровому инструменту.

Цель изобретени  - повышение эффективности работы за счет снижени  сопротивлени  моменту вращени  и крутильных колебаний бурового става,

На фиг.1 представлен общий вид бурового става с долотом, изображены стенки скважины и частицы шлама, расположенные в затрубном пространстве; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез В-Б на фиг.1.

Буровой став содержит штанги 1 с ниппельными и муфтовыми резьбами 2, 3, породоразрушающий наконечник (например , шарошечное долото).

На штангах 1 выполнены два участка 5, на которых расположены друг под другом участки с прорез ми в виде плоскопараллельных поверхностей 6, смещенные в окружном направлении на 90° соответственно на верхнем и нижнем участках,,

Поверхности 6 образуют с телом .. штанги ребро 7 диаметральный размер которых, соответственно, совпадает с диаметром тела штанги на участке 5.

На участке 5 имеютс  сверху и снизу кольцевые проточки 8, диаметр которых равен рассто нию L между диаметрально противоположными плоскост ми 6 прорезей, причем сечение проточек имеет трапециевидное сечение с бортовыми наклонными плоскост ми 9 и 10.

Диаметр штанги на участке расположени  прорезей П„р выбирают из выраже

ни 

D

пр

°ыт РДол- Ршт

где D т - диаметр буровой птанги;

диёметр долота. Размерное соотношение D гтр - обес- печивает деформацию частиц шлама на величину, равную «1,5 ее максимального размера (по которому произошло расклинивание), что обеспечивает надежное дробление шлама с различными физико-механическими свойствами.

Свинчивание бурового става осуществл етс  вращением шпиндел , в который завинчена ведуща  штанга ниппельной резьбой, при этом штанга на устье скважины, с которой свинчиваетс  ведуща  штанга, фиксируетс  относительно нижней рамы станка при помощи ключей, вводимых во вторую прорезь от ее ниппельного конца, при этом фиксирующий ключ рамы выполн ет функцию по удержанию вис щего става в скважине.

Развинчивание бурового става осуществл етс  обратным вращением шпиндел , в который завинчена перва  (ведуща ) штанга, при этом ниппельна  резьба первой (ведущей) штанги, котора  свинчена со шпинделем, фиксируетс  от разворота относительно шпиндел  ключом, вводимым в первую прорезь от ниппельного конца, а последующа  штанга фиксируетс  относительно станка при помощи ключей, вводимых во вторые прорези от ниппельной резь- 6k..

Процесс бурени  происходит следующим образом.

Плоска  частица шлама 11 под дей- , станем восход щего потока промывочного агента поднимаетс  вверх по затруб- ному пространству 12, которое образовано стенкой скважины и стенкой става.

Частица шлама 11, попада  в зат- JQ рубное пространство 13, образованное стенкой скважины и плоскостью 6 прорези , может помен ть свою перчоначаль- ную ориентацию и расклинитьс , зан в Левое положение И.

15 Плоскость 6, поворачива сь, набегает на расклиненную частицу 11, , деформиру  ее силой Р от первоначального размера 1 на величину рассто ни  l от соприкосновени 

0

5

0

5

0

45

частицы шлама с плоскостью прорези до траектории, описываемой ребром 7, образованным плоскостью прорези и телом штанги при набегании на частицу шлама (траектори  ребра 7 изображена пунктиром).

Рлзмер I, а следовательно, и ра- ботл, затраченна  на сжатие частицы, от величины диаметра штанги на участке расположени  прорези Прр. Чем .ньше диаметр Ппрi тем меньше рабо i, затрачиваема  на сжатие и разрушение частицы шлама, тем меньше мощность, затрачиваема  на вращение штанги в скважине.

Испытыва  сжимающую силу Р, шламова  частица 11, 1 разрушаетс  на более мелкие 15, которые продолжают движение вверх с потоком промывочного агента.

Встреча  уступ 16 на корпусе штанги , образованный плоскостью прорези . и телом штанги над и под последней, частицы 15 соудар ютс  с ним, причем часть из них проходит в затруОное пространство , а часть из-за неблагопри тной ориентировки задерживаетс  под уступом, накладываютс  друг на друга, создава  шламовые образовани  17.

В этой зоне шламовые частицы прокачиваютс  по стенкам скважины под воздействием контакта с бортовыми наклонными плоскост ми 9 и 10 проточки 8, измельчаютс , приобретают благопри тную ориентировку и соскальзывают в затрубное пространство к устью скважины .

Использование бурового става позвол ет уменьшить сопротивление моменту вращени  бурового става и, еледовательно , затраты электроэнергии, а также уменьшить крутильные колебани  и продлить срок службы бурового оборудовани  и инструмента.

Claims (2)

1. Буровой став, включающий долото и св занные с ними штанги, содержащие ниппельные и муфтовые соединительные элементы, и расположенные друг под другом со смещением в окружном направлении на 90 участки с прорез ми под ключ в виде плоско параллельных поверхностей, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности за счет снижени  сопротивлени  моменту вращени  и крутильных колебаний бурового става,

нг участках расположени  прорезей под ключ сверху и снизу выполнены кольцевые проточки диаметром, равным рассто нию между плоскост ми прорезей под ключ, а диаметр штанги на участке расположени  прорезей под ключ выбираетс  из соотношени 

П п - DA°A - РЫГ пр uur 2

где П„р - диаметр штанги на участке

расположени  прорезей; РЫТ Лиаметр штанги; Пдои- диаметр долота.

2. Буровой став по п.1, отличающимс  тем, что кольцевые проточки имеют трапециевидное сечеч ние.

Z3 15

1В

Фиг. 1

А- А

Фиг, 2

6-5

фиг.З