SU889822A1

SU889822A1 - Borehole-drilling apparatus

Info

Publication number: SU889822A1
Application number: SU792840259A
Authority: SU
Inventors: Владимир Леонтьевич Гой; Валентин Владимирович Ткачев
Original assignee: За витель
Priority date: 1979-11-13
Filing date: 1979-11-13
Publication date: 1981-12-15

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН(54) DEVICE FOR DRILLING WELLS

Изобретение относитс к горной промьштенности, а иенно к устройствам , дл бурени скважин большого диаметра. Известно устройство дл бурени скважин, включающее корпус, диск, смонтиоованный на горизонтальном валу и оснащенный по периферии шаро ками, буровой став, соедин ющий кор пус с двигателем, дополнительный привод, выполненный в виде неподвижного стержн , размещенного внутр бурового става, и жестко закрепленной с ним шестерни, кинематически св занной с валом диска 1. Недостатком данного устройства вл етс сложность конструкции, св занна с необходимостью использовани специального бурового става , включающего колонну бурильных труб с размещенным внутри нее невра щающимс с тержнем. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс устройство дл бурени скважин, содержащее армированный породоразрушающими эл ментами рабочий диск,, жестко закре ленный на горизонтальном валу, и привод с передаточными механизмами дл вращени рабочего диска вокруг собственной оси и продольной оси устройства, первый из которых .выполнен в виде нескольких промежуточных валов с цилиндрической и конической шестерн ми, наход щимис в зацеплении соответственно с центральной цилиндрической шестерней ротор а забойного двигател и конической шестерней на горизонтальном валу, установленном в нижнем ниппеле статора 2. Однако в данном устройстве используютс два привода: забойный двигатель дл вращени диска вокруг своей оси совместно с горизонтальным валом и двигатель, установленный на поверхности дл вращени диска вокруг оси скважины, что ведет к повышенньп 4 потер м энергии и, как следствие этого, к снижению эффективности бурени . Целью изобретени вл етс поаыь ение эффективности разрушени забо путем сокращени потерь подводимой к рабочему диску энергии. Цель достигаетс тем, что передаточный механизм дл вращени диска вокруг продольной оси устройства выполнен в виде зубчатого -венца на внутренней поверхности статора ,The invention relates to the mining industry, and in particular to devices for drilling large diameter wells. A device for drilling wells is known, which includes a housing, a disk mounted on a horizontal shaft and equipped with a circumferential circumference, a drilling rig connecting the casing with an engine, an additional drive made in the form of a fixed rod placed inside the drill rod and rigidly fixed to It has gears kinematically associated with the shaft of the disk 1. The disadvantage of this device is the complexity of the design associated with the need to use a special drill rod including a drill pipe string with p zmeschennym inside neuritis schayuschims with terzhnem. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a device for drilling wells, which contains a working disk reinforced with rock-breaking elements, rigidly fixed on a horizontal shaft, and a drive with transmission mechanisms for rotating the working disk around its own axis and longitudinal axis of the device, the first of which is made in the form of several intermediate shafts with cylindrical and bevel gears that engage with the central cylindrical pole, respectively. The rotor is a downhole motor and a bevel gear on a horizontal shaft mounted in the lower nipple of the stator 2. However, this device uses two drives: a downhole motor for rotating the disk around its axis together with the horizontal shaft and the motor mounted on the surface for rotating the disk around the axis wells, which leads to an increase in 4 energy losses and, as a result, to a decrease in drilling efficiency. The aim of the invention is to increase the destruction efficiency of the bottom by reducing the losses of energy supplied to the working disk. The goal is achieved by the fact that the transmission mechanism for rotation of the disk around the longitudinal axis of the device is made in the form of a toothed shaft on the inner surface of the stator,

кинематически св занного с цилиндрическими шестерн ми промежуточных валов, при этом нижний ниппель установлен с возможностью вращени относительно статора.kinematically connected intermediate shaft cylindrical gears, wherein the lower nipple is rotatably mounted relative to the stator.

На чертеже изображено предложенное устройство, общий вид.The drawing shows the proposed device, a General view.

Устройство содержит привод в виде забойного гидравлического двигател , статор 1 которого заканчиваетс муфтой 2, а ротор 3 - переводником 4 с центральным каналом 5 дл отвода отработанной жидкости к забою скважины . На переводнике 4 выполнена центральна шестерн б , а в полости муфты - зубчатый венец 7, посто нное межцентровое рассто ние между которыми обеспечиваетс установкой подшипников 8. В зацеплении между центральной шестерней 6 и : венцом 7. находитс промежуточный вал 9 с цилиндрической и конической шестерн ми 10 и 11. Коническа шестерн 11 находитс в зацеплении с конической шестерней 12, закрепленной на горизонтальном валу 13 армированного породоразрушающими элементами рабочего диска 14. Промежуточный вал 9 через подшипники 15 смонтирован в нижнем ниппеле 16 статора 1, установленном в муфте 2, на подшипниках 17, обеспечивающих возможность вращени ниппел 16 относительно муфты 2 статора 1. Опорами качени дл горизонтального вала 13 служат подшипники 18, установленные; в ниппеле 16. Муфта 2 и ниппель 16. образуют маслозаполненную лолость, в которой размещены передаточнню мехнизмы привода дл вращени рабочего диска 14 вокруг своей оси и продольной оси устройства, первый из которых образован промежуточными валами 9 с шестерн ми 10 и.11 и наход щимис с ними в зацеплении шестерн ми 6 и 11 соответственно ротора 3 и горизонтального вала 13, а второй механизм - зубчатым венцом 7 и цилиндрической шестерней 10 промежуточных валов 9.The device contains a drive in the form of a downhole hydraulic motor, the stator 1 of which ends with the coupling 2, and the rotor 3 - by the sub 4 with the central channel 5 for draining the waste fluid to the bottom of the well. The sub gear 4 has a central gear 6 and a gear ring 7 in the coupling cavity, a constant center-to-center distance between them is provided by installing bearings 8. In engagement between the central gear 6 and: crown 7. there is an intermediate shaft 9 with cylindrical and bevel gear 10 and 11. The cone gear 11 meshes with the bevel gear 12 fixed on the horizontal shaft 13 reinforced by the rock-breaking elements of the working disk 14. The intermediate shaft 9 is mounted to the bottom through bearings 15 There is a nipple 16 of the stator 1 mounted in the clutch 2 on bearings 17, which allow the nipple 16 to rotate relative to the clutch 2 of the stator 1. Rolling bearings for the horizontal shaft 13 are bearings 18 mounted; in the nipple 16. The coupling 2 and nipple 16. form an oil-filled hollow in which the transmission gears of the drive are placed to rotate the working disk 14 around its axis and the longitudinal axis of the device, the first of which is formed by intermediate shafts 9 with gears 10 and 11 and with them in gearing gears 6 and 11, respectively, of the rotor 3 and the horizontal shaft 13, and the second mechanism - the gear crown 7 and the cylindrical gear 10 of the intermediate shafts 9.

Устройство работает следующим об . разом.The device works as follows. at once.

Рабоча жидкость, подаваема насосами через колонну труб на лопатк статора 1 и ротора 3, приводит во вращение переводник 4 с центральной шестерней 6, при этом шестерн 10, наход сь в зацеплении с венцом 7, укрепленным неподвижно на муфте 2, совершает планетарное движение, враща сь вокруг своей оси и оси переводника 4, совпадающей с осью скважины . При вращении вокруг своей оси шестерн 10 через вал 9 и коническу пару 11 и 12 сообщает рабочему диску 14, оснащенному породоразрушающими элементами, вращательное движение относительно оси горизонтального вала 13. При вращении вокруг оси скважины шестерн 10 через вал 9 и подшипники 15 приводит во вращение е ниппель 16, в гнездах которого на подшипниках 18 установлен горизонтальный вал с диском 14. Таким образом , относительно оси скважины вращаетс также диск 14, кажда The working fluid supplied by the pumps through the string of pipes to the blades of the stator 1 and the rotor 3, rotates the sub 4 with the central gear 6, while the gear 10 is in engagement with the crown 7 fixed forwards on the coupling 2, makes a planetary movement, rotating Subscribe around its axis and the axis of the sub 4, which coincides with the axis of the well. When rotating around its axis, the gear 10 through the shaft 9 and the conical pair 11 and 12 informs the working disk 14, equipped with rock-breaking elements, rotational motion relative to the axis of the horizontal shaft 13. When rotating around the axis of the borehole, the gear 10 through the shaft 9 and the bearings 15 rotates e a nipple 16, in the slots of which a horizontal shaft with a disk 14 is mounted on bearings 18. Thus, a disk 14, each

Q точка периферийной поверхности которого совершает сложное движение по забою скважины, а породоразрушающие элементы его разрушают забой. Отработанна в забойном двигателе жид- кость через канал 5 переводника 4Q point of the peripheral surface of which makes a complex movement on the bottom of a well, and its rock-breaking elements destroy its bottom. Spent liquid in a downhole motor through channel 5 of sub 4

поступает на рабочую поверхность диска 14, очища и охлажда ее. Затем жидкость поступает на забой, очища его от разрушенной породы.enters the working surface of the disk 14, cleaning and cooling it. Then the liquid enters the face, clearing it from the destroyed rock.

Применение предложенного устройства повышает эффективность разрушени забо скважины за счет более полного использовани мощности привода и исключает необходимость вращени всего бурового става.The use of the proposed device improves the destruction efficiency of the well bottom by more fully utilizing the drive power and eliminates the need to rotate the entire drill string.

Claims

1. USSR author's certificate 659720, cl. E 21 B 9/14, 1976.

2. US patent No. 3695370,

cl. 175 - 106, published. 1972 (prototype).