SU954556A1

SU954556A1 - Ударное устройство дл бурени скважин

Info

Publication number: SU954556A1
Application number: SU802914054A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Верстов; Владимир Михайлович Лукин; Олег Владимирович Алексеев; Петр Егорович Ожерельев; Самуил Львович Драхлис; Анатолий Иосифович Алборов
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1982-08-30

Description

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для интенсификации бурения крепких и средней крепости пород установками вращательного бурения при проходке гидрогеологических и разведочных скважин. 5

Известно ударное устройство, содержащее породоразрушающий инструмент, колонну бурильных труб, переводник с кольцевой наковальней и подпружиненный кольцевой груз [1]. ₁₀

Недостатком устройства является то, что эффективное разрушение забоя при его работе обеспечивается только в резонансном режиме, когда собственная частота колебаний кольцевого груза совпадает с частотой 15 вынужденных колебаний устройства, обусловленных взаимодействием породоразрушающего инструмента с забоем. При этом частота вынужденных ' колебаний зависит не только от характеристик шарошек и ско- ₂q рости их вращения (постоянные параметры) но и от состояния забоя, которое в процессе бурения непрерывно изменяется, что затрудняет настройку устройства на резонансный режим работы.

Известно ударное устройство для бурения скважин, содержащее инструмент, колонну бурильных труб, кольцевую наковальню с выступами, кольцевой груз с зубчатыми выступами, упорный подшипник с пружиной, размещенные между верхним торцом кольцевого груза и колонной бурильных труб [2].

Недостатком известного устройства является то, что частота ударов обусловлена только частотой вращения инструмента.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения за счет увеличения частоты ударов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено винтообразными ребрами, установленными на наружной поверхности кольцевого груза, а колонна бурильных труб жестко связана с инструментом.

На фиг. 1 изображено ударное устройство для бурения скважин, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А—А на фиг. 1.

Устройство включает породоразрушающий инструмент 1, колонну бурильных труб

2, переводник 3 с кольцевой наковальней и кольцевой груз 5 с пружиной 6. Наковальня 4 и нижний торец кольцевого гру954556 за 5 имеют взаимодействующие зубчатые выступы 7. На наружной поверхности кольцевого груза 5 закреплены винтообразные ребра 8. Пружина 6 с упорным подшипником 9 размещены между верхним торцом кольцевого груза 5 и колонной бурильных труб 2, которая жестко связана с инструментом 1. Ударный подшипник 9 обеспечивает вращение переводника 3 относительно пружины 6 и кольцевого груза 5 с минимальным трением. В нижней части переводника 3 имеются радиальные отверстия 10 малого диаметра для прохода некоторого количества промывочной жидкости из внутреннего канала 11 переводника 3 в зазор 12 между ним и кольцевым грузом 5.

Устройство работает следующим образом.

В процессе бурения скважины колонна бурильных труб 2 через переводник 3 передает вращение от ротора буровой установки породоразрушающему инструменту, который воздействует на забой. Поток промывочной жидкости на своем пути вверх в кольцевом скважинном пространстве взаимодействует с винтообразными ребрами 8 и создает момент силы на кольцевом грузе 5, направленный в сторону, противоположную вращению колонны, бурильных труб 2. При этом зубчатые выступы 7 кольцевого груза 5, скользя по наклонным поверхностям, приподнимают на определенную высоту груз 5 над наковальней 4 и сжимают пружину 6. Затем под действием силы тяжести и энергии, накопленной в пружине 6, кольцевой груз 5 падает в исходное положение и ударяет по наковальне 4.

Исключение возможности > накопления частиц разбуренной породы на наковальне

4, зубчатых выступах 7 в кольцевом зазоре 12 и в витках пружины 6 обеспечивается потоком промывочной жидкости, поступающей в кольцевой зазор 12 из центральногоканала 11 переводника 3 через систему отверстий 10.

Винтообразные ребра увеличивают частоту ударов кольцевого груза и вызывают значительную турбулизацию потока шлама при его движении вверх и существенно снижают вероятность образования шламовых пробок в стволе скважины.

Claims

Изобретение относитс к буровой технике и предназначено дл интенсификации бурени крепких и средней крепости пород установками вращательного бурени при проходке гидрогеологических и разведочных скважин. Известно ударное устройство, содержащее породоразрущающий инструмент, колонну бурильных труб, переводник с кольцевой наковальней и подпружиненный кольцевой груз 1. Недостатком устройства вл етс то, что эффективное разрущение забо при его работе обеспечиваетс только в резонансном режиме, когда собственна частота колебаний кольцевого груза совпадает с частотой вынужденных колебаний устройства, обусловленных взаимодействием породоразрушающего инструмента с забоем. При этом частота вынужденных колебаний зависит не только от характеристик шарошек и скорости их вращени (посто нные параметры) но и от состо ни забо , которое в процессе бурени непрерывно измен етс , что затрудн ет настройку устройства на резонансный режим работы. Известно ударное устройство дл бурени скважин, содержащее инструмент, колонну бурильных труб, кольцевую наковальню с выступами, кольцевой груз с зубчатыми выступами, упорный подщипник с пружиной , размещенные между верхним торцом кольцевого груза и колонной бурильных труб 2. Недостатком известного устройства вл етс то, что частота ударов обусловлена только частотой вращени инструмента. Цель изобретени - повышение эффективности бурени за счет увеличени частоты ударов. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство снабжено винтообразными ребрами , установленными на наружной поверхности кольцевого груза, а колонна бурильных труб жестко св зана с инструментом. На фиг. 1 изображено ударное устройство дл бурени скважин, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство включает породоразрушающий инструмент 1, колонну бурильных труб 2, переводник 3 с кольцевой наковальней 4 и кольцевой груз 5 с пружиной 6. Наковальн 4 и нижний торец кольцевого груза 5 имеют взаимодействующие зубчатые выступы 7. На наружной поверхности кольцевого груза 5 закреплены винтообразные ребра 8. Пружина 6 с упорным подшипником 9 размещены между верхним торцом кольцевого груза 5 и колонной бурильных труб 2, котора жестко св зана с инструментом 1. Ударный подщипник 9 обеспечивает вращение переводника 3 относительно пружины 6 и кольцевого груза 5 с минимальным трением. В нижней части переводника 3 имеютс радиальные отверсти 10 малого диаметра дл прохода некоторого количества промывочной жидкости из внутреннего канала 11 переводника 3 в зазор 12 между ним и кольцевым грузом 5. Устройство работает следующим образом, В процессе бурени скважины колонна бурильных труб 2 через переводник 3 передает вращение от ротора буровой установки породоразрушающему инструменту, который воздействует на забой. Поток промывочной жидкости на своем пути вверх в кольцевом скважинном пространстве взаимодействует с винтообразными ребрами 8 и создает момент силы на кольцевом грузе 5, направленный в сторону, противоположную вращению колонны , бурильных труб 2. При этом зубчатые выступы 7 кольцевого груза 5, скольз по наклонным поверхност м, приподнимают на определенную высоту груз 5 над наковальней 4 и сжимают пружину 6. Затем под действием силы т жести и энергии, накопленной в пружине 6, кольцевой груз 5 падает в исходное положение и удар ет по наковальне 4. Исключение возможности , накоплени частиц разбуренной породы на наковальне 4, зубчатых выступах 7 в кольцевом зазоре 12 и в витках пружины 6 обеспечиваетс потоком промывочной жидкости, поступающей в кольцевой зазор 12 из центральногоканала 11 переводника 3 через систему отверстий 10. Винтообразные ребра увеличивают частоту ударов кольцевого груза и вызывают значительную турбулизацию потока щлама при его движении вверх и существенно снижают веро тность образовани щламовых пробок в стволе скважины. Формула изобретени Ударное устройство дл бурени скважин , содержащее инструмент, колонну бурильных труб, кольцевую наковальню с выступами , кольцевой груз с зубчатыми выступами , упорный подщипник с пружиной, размещенные между верхним торцом кольцевого груза и колонной бурильных труб, отличающеес тем, что, с целью повыщени эффективности бурени за счет увеличени частоты ударов, устройство снабжено винтообразными ребрами, установленными на наружной поверхности кольцевого груза, а колонна бурильных труб жестко св зана с инструментом . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 459574, кл. Е 21 В 4/06, 1960.
2.Авторское свидетельство СССР № 390260, кл. Е 21 С 3/34, 1970 (прототип ) .

А-А

Фиг. 2.

: //Л:7/,:$ Фиг.