SU717271A1

SU717271A1 - Rock-drilling apparatus

Info

Publication number: SU717271A1
Application number: SU772458625A
Authority: SU
Inventors: Олег Леонидович Кузнецов; Владимир Николаевич Рукавицын; Рудольф Моисеевич Эйгелес; Дмитрий Александрович Лубяный; Насибкали Абугалиевич Марабаев
Original assignee: Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники; Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Ядерной Геофизики И Геохимии
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1980-02-25

Description

II

Изобретение относитс к устройствам дл бурени горных пород с одновременным акустическим и механическим воздействием на нее и может быть использовано дл бурени глубоких скважин, при добыче нефти и газа.The invention relates to a device for drilling rocks with simultaneous acoustic and mechanical effects on it and can be used for drilling deep wells in the extraction of oil and gas.

Известно устройство дл бурени горных пород, предусматривающее одновременное воздействие на неё акустических колебаний и механического инструмента, где генератор звуковой частоты встроен в корпус инструмента и представл ет собой сопловую насадку особой формы, при истечении через которую промывочной жидкости в ней возникают колебани звуковой частоты 1.A device for drilling rocks is known that provides for the simultaneous action of acoustic oscillations and a mechanical tool on it, where the sound frequency generator is built into the tool body and is a nozzle of a special shape, after which the sound frequency oscillates in it 1.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл бурени горных пород, содержащее бурильную колонну с каналом дл подачи промывочной жидкости , породоразрушающий инструмент, соединенный с низом колоннц через амортизатор , и модул тор акустических колебаний в. потоке промывочной жидкости 2.The closest to the proposed invention in essence and the achieved result is a device for drilling rocks, containing a drill string with a channel for supplying washing fluid, a rock bending tool connected to the bottom of the column through a shock absorber, and an acoustic oscillator c. flushing fluid flow 2.

Основным недостатком известных устройств вл етс то, что частота модул цииThe main disadvantage of the known devices is that the modulation frequency

потока промывочной жидкости равна частоте колебаний инструмента, в результате чего не представл етс возможным осуществить согласование частотно-зависимого акустического импеданса разбуриваемых горных пород с частотно-зависимым акустическим импедаксом системы бурильна колонна - столб промывочной жидкости. Это обсто тельство значительно снижает эффективность разрушени разбуриваемых горных пород.the flushing fluid flow is equal to the tool oscillation frequency, as a result of which it is not possible to match the frequency-dependent acoustic impedance of drilled rocks with the frequency-dependent acoustic impedax of the drill string - flushing fluid column. This circumstance significantly reduces the efficiency of destruction of drilled rocks.

Цель изобретени - повысить эффективность бурени путем создани акустических колебаний в разбуриваемых горных породах , наход щихс ниже инструмента.The purpose of the invention is to increase drilling efficiency by creating acoustic oscillations in drilled rocks below the tool.

Это достигаетс благодар тому, что модул тор выполнен в виде двух коаксиально расположенных и аксиально подвижных труб с отверсти ми дл истечени жидкости, одна из которых жестко соединена с бурильной колонной, а друга - с инструментом и через амортизатор с бурильной колонной.This is achieved due to the fact that the modulator is made up of two coaxially arranged and axially movable pipes with openings for the outflow of fluid, one of which is rigidly connected to the drill string, and the other to the tool and through the shock absorber to the drill string.

На чертеже показано устройство дл бурени горных пород, продольный разрез.The drawing shows a device for drilling rocks, a longitudinal section.

Устройство содержит бурильную колонну 1, модул тор 2 акустических колебанийThe device contains a drill string 1, modulator 2 acoustic oscillations

в потоке промывочной жидкости, выполненный в виде двух коаксиально расположенных и аксиально подвижных труб 3 и 4, имеющих отверсти 5 дл истечени жидкости, и амортизатор 6, установленный над породоразрушающим инструментом 7. Труба 3 жестко соединена с бурильной колонной , а труба 4 - с породоразрушающим инструментом 7, при этом труба 4 имеет в нижней части фланец 8, на котором установлен амортизатор 6..in the flow of flushing fluid, made in the form of two coaxially arranged and axially movable pipes 3 and 4, having openings 5 for the outflow of fluid, and a shock absorber 6 installed above the rock demolishing tool 7. The pipe 3 is rigidly connected to the drill string, and the pipe 4 is with rock cutting tool 7, while the pipe 4 has at the bottom of the flange 8, on which the shock absorber 6 is installed

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При взаимодействии породоразрушающего инструмента 7 с породой забо скважины труба 4 начинает колебатьс с частотой , соответствующей частоте продольных колебаний инструмента 7, при этом бурильна колонна 1 за счет амортизатора 6 колеблетс с амплитудой, определ емой его жесткостью . Поскольку трубы 3 и 4 св заны с бурильной колонной 1 и амортизатором 6, происходит их взаимное продольное перемещение и перекрывание отверстий 5, через которые движетс поток промывочной жидкости . Это приводит к созданию в потоке промывочной жидкости колебаний в частотном диапазоне взаимодействи инструмента 7 с породой от 30 до 200 Гц и к возникновению акустических колебаний в разбуриваемых горных породах, лежащих ниже инструмента 7.When the rock cutting tool 7 interacts with the bottom hole rock, the pipe 4 begins to oscillate with a frequency corresponding to the frequency of longitudinal oscillations of the tool 7, and the drill string 1 due to the shock absorber 6 oscillates with an amplitude determined by its rigidity. Since the pipes 3 and 4 are connected with the drill string 1 and the shock absorber 6, their mutual longitudinal movement and blocking of the holes 5, through which the flow of the washing fluid flows, occurs. This leads to the creation in the flow of flushing fluid oscillations in the frequency range of the interaction of the tool 7 with the rock from 30 to 200 Hz and to the occurrence of acoustic oscillations in the drilled rocks lying below the tool 7.

Выбор частотного диапазона акустического воздействи определ етс размерами, формой, числом отверстий, скоростью вращени инструмента и его конструктивными параметрами. Возникающее сфокусированное акустическое воздействие в процессе бурени в широком диапазоне частот позвол ет повысить эффективность разрущени горных пород за счет создани зоны предразрушени впереди инструмента.The choice of the frequency range of the acoustic effect is determined by the size, shape, number of holes, speed of rotation of the instrument and its design parameters. The resulting focused acoustic impact during drilling in a wide frequency range makes it possible to increase the efficiency of rock destruction by creating a pre-fracture zone ahead of the tool.

Claims

1. The patent of Germany No. 230 194, cl. E 21 B 7/00, published. 1976.

2. US Patent No. 3346058, cl. 175-56, published. 1976.