SU446616A1

SU446616A1 - Snar d for percussion rotary drilling

Info

Publication number: SU446616A1
Application number: SU1493069A
Authority: SU
Inventors: Александр Андреевич Павличенко; Андрей Яковлевич Фролов
Original assignee: Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро По Электрооборудованию
Priority date: 1970-11-30
Filing date: 1970-11-30
Publication date: 1974-10-15

Description

Изобретение огноситс к усг§ойстваы дл ударно Бращательного прени нефт ных и газовых скважин ,The invention is fireproof for the impact of oil and gas wells,

Известны снар ды дл ударно вращагельного бурени скважин, содержащие корпус, приводной вал, св занный при помощи косой шайбы и шаровой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, и поршень боек, шток которого снабжен верхний поршнем , расположенным в камере. Однако указанные снар ды недостаточно надежны в эксплуатации наличи в них пружин, ломающихс после небольшого срока работй.Shock-rotated drilling wells are known, comprising a housing, a drive shaft connected with an oblique washer and ball bearing to a spring-loaded driving piston, and a firing pin whose stem is provided with an upper piston located in the chamber. However, these projectiles are not reliable enough in operation, the presence of springs in them breaking after a short period of work.

Предлагаемый снар д отличаетс 01 известных тем,что полости камеры верхнего поршн гидравличес ки:соединены соответственно подпощнава с камерой ведущего поршн , а надпоршнева о замкнутой кольцевой полостьв, выполненной в корпусе, и с каналом, в котором размещен плунжер, св занный с пружиной ведущего поршн . Уто споеЫ ствует повышению Эксплуатационно надежности устройстваThe proposed projectile is 01 known in that the cavities of the chamber of the upper piston are hydraulic: they are connected respectively to the chamber of the driving piston, and the pistons are about a closed annular cavity made in the housing, and with the channel in which the plunger connected to the spring of the driving piston is located . Improves device operational reliability.

На г. I показан снар д дл ударно вращательного бурени скважин , общий вид и разрез по А-А| на фиг, 2 - клапанный регул тор снар даIn city I, the projectile for percussive drilling of wells is shown, a general view and a section along A-A | FIG. 2, a valve control valve.

Снар д дл ударно вращате л BHorO бурени скважин имеет корпус I, внутри которого наход тс электродвигатель 2, механизм преобразовани вращательного движени в возвратно поступательное, состо щий из косой шайбы 3 с серповидным пазом4, ведущего поршн 3 с гидростатической п той 6, ведомого поршн 7 и соединенный через шток 8 с молотком 9, а также наковальн 10, В качестве силовой пружины, при помощи которой нано с тс удары молотком 9 по наковальне 10, используетс сжатое масло, заключенное в кольцевой ка- мере II Последн посредствомThe BHorO well drilling rig has a housing I, inside which there is an electric motor 2, a mechanism for converting rotary motion into a reciprocating one, consisting of a oblique washer 3 with a crescent-shaped groove 4, a leading piston 3 with a hydrostatic fifth 6, a driven piston 7 and connected through a rod 8 with a hammer 9, as well as an anvil 10, as a force spring, by means of which a nano with a hammer strikes 9 on the anvil 10, compressed oil is used, enclosed in an annular chamber II

канала сообщаемс & каыероа 12 расположенной над поршней 7. Ведущий поршень 5 с гидростатической п той б прижиыаетс к косой шайбе 3 при поыощи прухины 13 и плунжера 14, приводимого в действие от масла, сжатого в кольцевой камере IIthe channel is connected to each of the 12 located above the pistons 7. The driving piston 5 with a hydrostatic heel is pressed to the oblique washer 3 during the operation of the rod 13 and the plunger 14 driven by oil compressed in the annular chamber II

Снар д соедин етс с бурильными трубами, бборудованными токоподводом , при помощи резьбы 15 на верхнем конце корпуса Ij а дл присоединени к то1юподводу служит кабельный наконечник 16. Буровое долото приворачиваетс к резьбовому наконечнику 17 наковальни 10. Электродвигатель 2, механизм преобразовани вращательного движени в возвратно поступательное, а также молоток 9 и верхн часть наковальни 10 пбмещены в заполненный маслом корпус 18.The gear is connected to drill pipes, equipped with a current lead, using thread 15 at the upper end of the housing Ij and a cable lug 16 serves to connect to the power lead. The drill bit is screwed to the thread anchor 17 of the anvil 10. Electric motor 2, the mechanism for converting rotational motion into reciprocating and also the hammer 9 and the upper part of the anvil 10 are placed in the housing 18 filled with oil.

Необходимо дл нормальной работы снар да небольшое избыточное давление масла по отношению к действующему Б скважине давлению промывочной жидкости создаетс раздуваемой резиновой диафрагмой 19 трубчатой формы.It is necessary for the normal operation of the projectile to produce a slight overpressure of the oil in relation to the effective well b pressure B of the flushing fluid created by an inflated tubular rubber diaphragm 19.

Промывочна жидкость подаетс с поверхности по буровым трубам и пропускаетс через снар д по кольцевому каналу, образованному между корпусами I и 18. Б нижней части снар да промывочна жидкость напра вл етс в осевой канал наковальни 10, а оттуда - в долото. Крут щий момент передаетс с корпусов и на наковальню и долото действующим в масле шестигранным или другого типа (например шлицевым) скольз щим соединением. Наковальн и долото могут несколько смещатьс вдоль оси снар да.Wash fluid is supplied from the surface through the drill pipes and passed through a projectile through an annular channel formed between hulls I and 18. At the bottom of the projectile, the flushing fluid is directed into the axial channel of the anvil 10, and from there into the bit. Torque is transmitted from the shells and to the anvil and chisel by the hex or other type (e.g. spline) sliding oil acting in the oil. The anvil and chisel may shift somewhat along the axis of the projectile.

Клапанный регул тор (см.фиг.2) представл ет собой клапан 20 с хвостовиком. К нему подведены три канала, причем канал 21 сообщает клапан 20 с внутренней полостью снар да, где давление уравновешено с затрубным, канал 22 св зывает клапан с камерой 23, а канал 24 - с камерой П.The valve regulator (see Fig. 2) is a valve 20 with a shank. Three channels are connected to it, and channel 21 communicates valve 20 with the internal cavity of the projectile, where pressure is balanced with the annular cavity, channel 22 connects the valve with chamber 23, and channel 24 connects with chamber P.

JBeличина давлени , обеспечивающего предварительную зат жку жидкостной пружины, по достижении которого клапаном 20 прерываетс поступление сжатого масла в камеру жидкостной пружины, определ етс геометрическими размерами канала 21, диаметрами поршн 7 и штока 8, а также массой и величиной ускореJB The amount of pressure that pre-pulls the fluid spring, after which valve 20 interrupts the flow of compressed oil into the fluid spring chamber, is determined by the geometric dimensions of the channel 21, the diameters of the piston 7 and the rod 8, as well as the mass and magnitude of the accelerator

ниа полотка ij, возникаищего при подъеме его над наковальней 10,a nave of a piece ij, arising as it rises above the anvil 10,

Снар д дл ударно вращатедьного бурени скважин работает следущим образом.A drill for percussion drilling works as follows.

Перед запуском снар д несколь 0 приподншаетс над забоеи, и под действием силы веса наковальн 10 с молотком 9 занимают крайнее нижнее положение В таком положении камера 23 сообщаетс каналом 25 в штоке 8 с масл ной полос хью снар да.Before launching the projectile, several 0 are lifted above the face, and under the action of the force of the weight of the anvil 10 with the hammer 9 occupy the lowest position. In this position, the chamber 23 is connected by a channel 25 in the rod 8 with an oil strip of the projectile.

При включении электродвигател подпружиненный ведущий поршень 5 совершает возвратно поступатель ные движени . Вниз его толкает коса шайба 3, а ввер: - пружина 13.When the motor is turned on, the spring-loaded driving piston 5 performs reciprocating movements. Down it pushes spit washer 3, and ver: - spring 13.

Число двойных ходов соответствует числу оборотов вала электродвигател . При этом ведомый поршень 7 с молотком 9f остаютс неподвижными, поскольку камера 23 сообщаетс каналом 25 с масл ной полостью снар да , и под ведомым поршнем 7 не развиваетс необходимое дл подъема молотка давление.The number of double strokes corresponds to the number of revolutions of the motor shaft. At the same time, the driven piston 7 with the hammer 9f remains stationary, since the chamber 23 communicates with the channel 25 with the oil cavity of the projectile, and under the driven piston 7 the pressure necessary for raising the hammer does not develop.

Дл того, чтобы молоток 9 двигатьс и наносить удары по наковальне 10, снар д с включенным электродвигателем спускают в скважину и прижимают долото к забою . При продвижении снар да к забою скважины корпуса 18 и I сдвигаютс относительно неподвижных наковальни 10 и молотка 9 и канал 25 закрываетс . С момента закрыти канала молоток поднимаетс надIn order for the hammer 9 to move and strike the anvil 10, the projectile with the electric motor switched on is lowered into the well and the bit is pressed against the face. As the projectile moves toward the bottom of the well, the bodies 18 and I shift relative to the fixed anvils 10 and the hammer 9 and the channel 25 closes. From the moment the channel is closed, the hammer rises above

наковальней и падает на нее.anvil and falls on it.

Пока гидростатическа п та 6 скользит по участку поверхности косой шайбы 3 без серповидного паза , ведущий поршень б совершаетWhile the hydrostatic pin 6 slides over the surface area of the oblique washer 3 without the crescent-shaped groove, the driving piston b makes

движение сверху вниз, а через масло , заключенное между поршн ми 5 и 7, последний движетс вверх. Вместе с поршнем 7 поднимаетс молотокthe movement is from top to bottom, and through the oil enclosed between pistons 5 and 7, the latter moves up. Together with the piston 7, the hammer rises

9.Во врем этого хода сжимаетс масло, заключенное в кольцевой9. During this stroke, the oil enclosed in the annular

камере II, и происходит зар дка силовой жидкостной пружины.chamber II, and the power fluid spring is charged.

В положении, когда гидростатиче ека п та б наезжает на серповидный паз 4 ( см, сечение А-А. на фиг. I) и камера 23 сообщаетс с мас ной полостыо снар да, не встреча больше противодействи со стороны камеры 23, поршень 7 вместе со штоком 8 и молотком 9 под действием жидкости, сжатой в каыерв II, опускаетс к наковальнеIn the position when the hydrostatic tube p and b hits the crescent groove 4 (see section AA) in Fig. I) and the chamber 23 communicates with the masses of the projectile without meeting any more opposition from the side of the chamber 23, the piston 7 together with the rod 8 and the hammer 9 under the action of the fluid compressed in each II, lowers to the anvil

10,и молоток 9 наносит по ней10, and a hammer 9 puts on it

удаа Затеи соверааетс следующий подъеы полотка 9 с зар дкой жидкостной пружины и выполн етс новый удар по наковальне 10; далее удары по наковальне повтор ютс . The next ascent of the web 9 with the charging of the liquid spring is combined with Zaday, and a new blow is made to the anvil 10; further strikes on the anvil are repeated.

Во врем ударов долото прижимаетс к забою скважины и вращаетс вместе со снар дом, который приводитс во вращение с поверхности бурильными трубами от ротора буровой установки,During the blows, the bit is pressed against the bottom of the borehole and rotates with the projectile, which is rotated from the surface of the drill pipes from the rotor of the drilling rig,

В самом начале первого подъёма молотка 9 жидкостна пружина не оказывает сопротивлени , т.е. при первом подъеме молотка она не иыеет предварительной зат жки.Жидкостна пружина в предлагаемом сна р де действует подобно металлической пружине с предварительной затй жкой, что осуществл етс при помощи клапанного регул тора в начальной стадии работы, пропускающего некоторое количество жидкости под давлением из камеры 23 в камеру II жидкостной пружины. Затем впуск жидкости прекращаетс и возобновл етс только дл компенсации пропуска масла через неплотности в посадках поршней и в других местах.At the very beginning of the first raising of the hammer 9, the liquid spring does not resist, i.e. during the first raising of the hammer, it does not pre-tighten. The fluid spring in the proposed series acts like a metal spring with pre-tightening, which is done with the help of a valve regulator in the initial stage of operation, passing a certain amount of liquid under pressure from the chamber 23 chamber II liquid spring. The fluid inlet is then stopped and resumed only to compensate for the oil flow through leaks in the piston landings and elsewhere.

При установиввемсж давлении ЖИДКОСТНОЙ пружины металлическа пружина 13 выключаетс (оказываетс сжатой), так как движение ведущего поршн 5 вверх и прижатие гидростатической п ты б к косой шайбе 3 производ тс плунжером 14, действующим за счет давлени жидкости , сжатой в камере II.When we set the pressure of the LIQUID spring to metal, the metal spring 13 is turned off (compressed), since the driving piston 5 moves upward and the hydrostatic pin is pressed against the oblique washer 3 by the plunger 14, which is affected by the pressure of the fluid compressed in chamber II.

Предмет изо(ретени Subject from (reteni

Снар д дл ударно-вращательного бурени , содержащий корпус, приводной вал, св занныйпри помощи косой шайбы и шаровой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, и поршень-боек , шток которого снабжен верхним поршнем, размещенным в камере отличающийс тем,что, с целью повышени эксплуатационной надежности , полости камеры верхнего поршн гидравлически св заны соот ветственно подпоршнева с камерой ведущего поршн , а надпоршнева -с замкнутой кольцевой полостыо, выполненной в корпусе, и с каналом, в котором размещен плунжер, св занный с пружиной ведущего поршн .A shock-rotary drill, comprising a housing, a drive shaft associated with an oblique washer and ball bearing with a spring-loaded driving piston, and a firing piston, the rod of which is provided with an upper piston located in the chamber, characterized in that reliability, the cavities of the chamber of the upper piston are hydraulically connected respectively to the piston chamber of the driving piston, and the overhead piston to the closed annular cavity made in the housing and to the channel in which the plunger connected to the spring is placed reign leading piston.

.;;

2121

Фиг.22

2222