ОСЦИЛЛЯТОР ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Российский патент 2022 года по МПК E21B28/00 

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважинах, в частности к осцилляторам для бурильной колонны, предназначенным для создания гидромеханических импульсов, воздействующих на бурильную колонну [Е21В 2/02, Е21В 28/00, E21B 28/00, E21B 43/003].

Из уровня техники известен ОСЦИЛЛЯТОР ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ [RU 2645198 C1, опубл.: 16.02.2018], содержащий героторный винтовой гидравлический двигатель, включающий трубчатый статор с закрепленной в нем обкладкой из эластомера с внутренними винтовыми зубьями и расположенный внутри статора ротор с наружными винтовыми зубьями, вращение ротора осуществляется насосной подачей текучей среды, число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев обкладки из эластомера, ходы винтовых зубьев обкладки из эластомера и ротора пропорциональны их числам зубьев, центральные продольные оси ротора и обкладки из эластомера в статоре смещены между собой на величину эксцентриситета, и клапан, включающий первый клапанный элемент и неподвижный второй клапанный элемент, первый клапанный элемент снабжен установленной в нем первой клапанной пластиной, второй клапанный элемент снабжен установленной в нем второй клапанной пластиной, причем второй клапанный элемент с установленной в нем второй клапанной пластиной образует клапанное отверстие и имеет основную продольную ось, первый клапанный элемент скреплен с ротором и имеет возможность перемещения относительно второго клапанного элемента, а при эксплуатации клапанные элементы взаимодействуют, совместно образуя переменное проходное сечение для текучей среды через клапан, а также содержащий плунжерный модуль, размещенный между первым клапанным элементом и клапанной парой, а также содержащий трансмиссионный вал, скрепленный с входной частью ротора, радиально-упорную опору вращения, включающую полый вал, установленный в упомянутой радиально-упорной опоре вращения с возможностью вращения и скрепленный с трансмиссионным валом, и генератор гидромеханических импульсов, расположенный выше по потоку от радиально-упорной опоры вращения, содержащий корпус, выполненный из наружных трубчатых элементов, размещенную внутри корпуса оправку, выполненную из внутренних трубчатых элементов, телескопически соединенных между собой, элементы для передачи крутящего момента между корпусом и оправкой при продольном перемещении относительно друг друга, указанные трубчатые элементы оснащены резьбами, а также содержащий пружинный модуль между корпусом и оправкой, упорную втулку между верхним упорным торцом корпуса и пружинным модулем, указанные наружные трубчатые элементы, имеющие расположенные вдоль верхний и нижний упорные торцы на противоположных краях пружинного модуля, верхний упорный торец первого трубчатого элемента и нижний торец второго трубчатого элемента, одновременно зацепляющие и нагружающие пружинный модуль при продольном сжатии указанных трубчатых элементов относительно друг друга, верхний упорный торец второго трубчатого элемента и нижний упорный торец первого трубчатого элемента, одновременно зацепляющие и нагружающие пружинный модуль при растяжении указанных трубчатых элементов относительно друг друга, кольцевой поршень с уплотнениями на наружной и внутренней поверхностях, установленный между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью оправки, реагирующий на давление текучей среды, а также содержащий уплотнения в верхней части между корпусом и оправкой и камеру для рабочей жидкости - масла, ограниченную уплотнениями в верхней части корпуса и уплотнениями кольцевого поршня между корпусом и оправкой, и упорное кольцо, установленное на внутреннем трубчатом элементе, составляющем нижнюю часть оправки, при этом вращательный привод для передачи момента между оправкой и корпусом при продольном перемещении относительно друг друга снабжен ударным кольцом, установленным в оправке с возможностью продольного перемещения оправки с ударным кольцом внутри упорной втулки, отличающийся тем, что первый клапанный элемент, скрепленный с ротором, снабжен трубчатым хвостовиком, направленным к клапану, внутренняя полость трубчатого хвостовика первого клапанного элемента выполнена с возможностью сообщения с потоком текучей среды на выходе из героторного винтового гидравлического двигателя и образования проточного канала через внутреннюю полость трубчатого хвостовика к клапану, а плунжерный модуль содержит закрепленную внутри него обкладку из эластомера и установлен на трубчатом хвостовике первого клапанного элемента с возможностью вращения и продольного перемещения относительно упомянутого трубчатого хвостовика первого клапанного элемента, при этом первая клапанная пластина выполнена в виде скрепленной с плунжерным модулем дроссельной втулки с проточным каналом, внутренний профиль которого выполнен конфузорным вниз по потоку, максимальное смещение центральной продольной оси проточного канала дроссельной втулки относительно центральной продольной оси обкладки из эластомера в статоре равно удвоенной величине эксцентриситета центральной продольной оси ротора относительно центральной продольной оси обкладки из эластомера в статоре, а максимальное смещение центральной продольной оси проточного канала второй неподвижной втулки относительно центральной продольной оси обкладки из эластомера в статоре равно величине эксцентриситета центральной продольной оси ротора относительно центральной продольной оси обкладки из эластомера в статоре.

Недостатком аналога является низкая надежность, обусловленная способом реализации изменения переменного проходного сечения для бурового раствора путем планетарного вращения винтового ротора относительно винтовых зубьев обкладки из эластомера в статоре и одновременном вращении упомянутого ротора вокруг собственной продольной оси в направлении, противоположном направлению планетарного вращения. Очевидно, что такая конструкция обладает малыми возможностями для обеспечения дискретного изменения параметров осциллятора. Кроме того, аналог не предусматривает дистанционное управление осциллятором.

Наиболее близким по технической сущности является ОСЦИЛЛЯТОР ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ [RU 2732322 C1, опубл.: 15.09.2020], содержащий героторный винтовой гидравлический двигатель, включающий трубчатый статор с закрепленной в нем обкладкой из эластомера с внутренними винтовыми зубьями и расположенный внутри статора ротор с наружными винтовыми зубьями, вращение ротора осуществляется насосной подачей текучей среды, число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев обкладки из эластомера, ходы винтовых зубьев обкладки из эластомера и ротора пропорциональны их числам зубьев, а центральные продольные оси ротора и обкладки из эластомера в статоре смещены между собой на величину эксцентриситета, и клапан, включающий подвижный клапанный элемент и неподвижный клапанный элемент, подвижный клапанный элемент снабжен установленной в нем первой клапанной пластиной, неподвижный клапанный элемент снабжен установленной в нем второй клапанной пластиной, причем неподвижный клапанный элемент с установленной в нем второй клапанной пластиной образует клапанное отверстие и имеет продольную ось, подвижный клапанный элемент имеет возможность перемещения относительно неподвижного клапанного элемента, а при эксплуатации клапанные элементы взаимодействуют, совместно образуя переменное проходное сечение для текучей среды через клапан, а также содержащий плунжерный модуль, в котором подвижный клапанный элемент снабжен трубчатым хвостовиком, внутренняя полость трубчатого хвостовика подвижного клапанного элемента выполнена с возможностью сообщения с потоком текучей среды и образования проточного канала через внутреннюю полость трубчатого хвостовика, а плунжерный модуль содержит закрепленную внутри него обкладку из эластомера и установлен на трубчатом хвостовике подвижного клапанного элемента с возможностью вращения и продольного перемещения относительно трубчатого хвостовика подвижного клапанного элемента, при этом первая клапанная пластина выполнена в виде скрепленной с плунжерным модулем первой дроссельной втулки с проточным каналом, а вторая клапанная пластина выполнена в виде скрепленной с корпусом второй дроссельной втулки с проточным каналом, а также содержащий трансмиссионный вал, радиально-упорную опору вращения, включающую полый вал, установленный в радиально-упорной опоре вращения с возможностью вращения, и генератор гидромеханических импульсов, содержащий корпус, выполненный из наружных трубчатых элементов, размещенную внутри корпуса оправку, выполненную из внутренних трубчатых элементов, телескопически соединенных между собой, элементы для передачи момента вращения между корпусом и оправкой при продольном перемещении относительно друг друга, указанные трубчатые элементы оснащены резьбами, а также содержащий пружинный модуль между корпусом и оправкой, упорную втулку между верхним упорным торцом корпуса и пружинным модулем, указанные наружные трубчатые элементы, имеющие расположенные вдоль верхний и нижний упорные торцы на противоположных краях пружинного модуля, верхний упорный торец первого трубчатого элемента и нижний торец второго трубчатого элемента, одновременно зацепляющие и нагружающие пружинный модуль при продольном сжатии указанных трубчатых элементов относительно друг друга, верхний упорный торец второго трубчатого элемента и нижний упорный торец первого трубчатого элемента, одновременно зацепляющие и нагружающие пружинный модуль при растяжении указанных трубчатых элементов относительно друг друга, кольцевой поршень с уплотнениями на наружной и внутренней поверхностях, установленный между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью оправки, реагирующий на давление текучей среды, а также содержащий уплотнения в верхней части между корпусом и оправкой и камеру для рабочей жидкости - масла, ограниченную уплотнениями в верхней части корпуса и уплотнениями кольцевого поршня между корпусом и оправкой, и упорное кольцо, установленное на внутреннем трубчатом элементе, составляющем нижнюю часть оправки, при этом привод для передачи момента вращения между оправкой и корпусом при продольном перемещении относительно друг друга снабжен ударным кольцом, установленным в оправке с возможностью продольного перемещения оправки с ударным кольцом внутри упорной втулки, при этом скрепленная с корпусом дроссельная втулка неподвижного клапанного элемента размещена примыкающей ниже по потоку к генератору гидромеханических импульсов, внутренний профиль проточного канала скрепленной с корпусом дроссельной втулки неподвижного клапанного элемента выполнен конфузорным вниз по потоку, плунжерный модуль, включающий закрепленную внутри него обкладку из эластомера и установленный на трубчатом хвостовике подвижного клапанного элемента с возможностью вращения и продольного перемещения относительно трубчатого хвостовика клапанного элемента, размещен на входе в героторный винтовой гидравлический двигатель и скреплен с входной частью ротора героторного винтового гидравлического двигателя, при этом подвижный клапанный элемент выполнен в виде скрепленной с плунжерным модулем дроссельной втулки с проточным каналом, внутренний профиль которого выполнен диффузорным вниз по потоку, а центральная продольная ось проточного канала установленной в упомянутом плунжерном модуле дроссельной втулки смещена относительно центральной продольной оси ротора героторного винтового гидравлического двигателя, причем максимальное смещение центральной продольной оси проточного канала установленной в плунжерном модуле дроссельной втулки, внутренний профиль которого выполнен диффузорным вниз по потоку, относительно центральной продольной оси ротора героторного винтового гидравлического двигателя, равно величине эксцентриситета центральной продольной оси ротора героторного винтового гидравлического двигателя относительно центральной продольной оси обкладки из эластомера в статоре, при этом радиально-упорная опора вращения размещена в выходной части осциллятора, а трансмиссионный вал размещен между выходной частью ротора героторного винтового гидравлического двигателя и входной частью полого вала радиально-упорной опоры вращения и скреплен одним краем с выходной частью ротора героторного винтового гидравлического двигателя, а другим краем - с входной частью вала радиально-упорной опоры вращения.

Основной технической проблемой прототипа является низкая эффективность работы осциллятора из-за невозможности изменения (регулировки) амплитуды и частоты создаваемых осциллятором колебаний.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности работы осциллятора, уменьшении трения бурильной колонны о стенки скважины и увеличении скорости бурения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что осциллятор для бурильной колонны, включающий в себя генератор гидромеханических импульсов, содержащий оправку, состоящую из верхней и нижней частей, соосно расположенных между собой, причем верхняя часть выполнена в виде четырехсекционной цилиндрической трубы с уменьшающимися сверху вниз наружными диаметрами, а нижняя часть оправки имеет постоянный диаметр и соединена вплотную с верхней частью оправки с упором в торец ее секции с наименьшим диаметром, корпус в виде трубы с выемкой с внутренней стороны для размещения пружинного модуля и упорной втулки, элементы для передачи момента вращения между корпусом генератора и оправкой, расположенные между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью оправки, с возможностью продольного перемещения относительно друг друга, упорную втулку между верхним упорным торцом корпуса и пружинным модулем, пружинный модуль в виде тарельчатых пружин, расположенных между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью оправки и опирающихся одной своей стороной на упорную втулку, а другой стороной на нижний упорный торец корпуса и верхний упорный торец нижней части оправки, кольцевой поршень с уплотнениями, расположенный между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью нижней части оправки, упорное кольцо, установленное на внешней стороне нижней части оправки, проточный канал со средством регулирования перепускного канала, отличающийся тем что дополнительно содержит последовательно присоединенные к генератору гидромеханических импульсов управляемый клапанный блок, модуль связи, гидрогенератор и электронный модуль, при этом средство регулирования сечения перепускного канала, расположенное в корпусе клапанного блока представляет собой взаимодействующие друг с другом подвижный клапанный элемент и седло, содержащие сообщающиеся между собой и с проточным каналом эксцентрично расположенные отверстия, выполненные с возможностью изменения проходного сечения проточного канала при смещении упомянутых отверстий их друг относительно друга и поперек вертикальной оси симметрии осциллятора путем управляемого углового перемещения подвижного клапанного элемента и седла с помощью отдельных сервоприводов с изменяемой частотой перемещений внутри клапанного блока с возможностью изменения частоты и амплитуды создаваемых осциллятором колебаний, при этом сервоприводы подключены к электронному блоку, состоящему из закрытого корпуса электронного модуля, внутри которого установлен электронный блок, отдающий сервоприводам команды на исполнение, осуществляющий обработку данных о работе осциллятора и передачу данных модулю связи, причем внутри одной из стенок корпуса электронного модуля выполнен проточный канал для бурового раствора, сообщенный через отверстие в корпусе генератора с проточным каналом модуля связи, при этом модуль связи осуществляет управление электронным модулем через блок связи, а питание сервоприводов, электронного блока и модуля связи выполнено от гидрогенератора, соединенного с ними электрическими каналами питания, и преобразующего энергию потока бурового раствора, проходящего через проточный канал путем выработки электроэнергии от вращения ротора гидротурбины и взаимодействия обмоток возбуждения ротора с постоянными магнитами, расположенными внутри корпуса гидрогенератора.

На чертеже показан осциллятор для бурильной колонны в продольном разрезе, на которой обозначено: 1 - генератор гидромеханических импульсов, 2 - корпус, 3 - оправка, 4 - элементы передачи момента вращения (шлицы), 5 - пружинный модуль, 6 - упорная втулка, 7 - верхний упорный торец корпуса, 8 - верхний упорный торец оправки, 9 - нижний упорный торец корпуса, 10 - нижний упорный торец оправки, 11 - кольцевой поршень, 12 - уплотнения поршня, 13 - внутренняя поверхность корпуса, 14 - наружная поверхность оправки, 15 - упорное кольцо, 16 - клапанный блок, 17 - корпус клапана, 18 - проточный канал, 19 - подвижный клапанный элемент, 20 - седло, 21 - сервопривод подвижного клапанного элемента, 22 - сервопривод седла, 23 - генератор, 24 - корпус генератора, 25 - электрический канал, 26 - ротор с гидротурбиной, 27 - постоянный магнит, 28 - обмотка возбуждения, 29 - электронный модуль, 30 - корпус электронного модуля, 31 - проточный канал электронного модуля, 32 - электронный блок, 33 - модуль связи, 34 - корпус модуля связи, 35 - проточный канал модуля связи, 36 - блок связи.

Осуществление изобретения.

Осцилляторы бурильной колонны предназначены для создания малоамплитудных осевых колебаний в бурильной колонне за счет пульсаций давления промывочной жидкости (бурового раствора) внутри осциллятора. Основной функцией осцилляторов является улучшение передачи нагрузки на долото путем снижения сил трения бурильной колонны о стенки скважины при наклонно-направленном бурении.

Осциллятор выполнен в виде цилиндрического составного по длине устройства и содержит последовательно соединенные друг к другу торцами генератор гидромеханических импульсов 1, управляемый клапанный блок 16, модуль связи 33, генератор 23 и электронный модуль 29.

Генератор гидромеханических импульсов 1 включает корпус 2, размещенную внутри корпуса 2 с одного из его торцов оправку 3, а также элементы для передачи вращающего момента бурильной колонны (шлицы) 4 от корпуса 2, выполненные на внутренней поверхности корпуса 2 оправке 3, для чего на ее наружной поверхности выполнены ответные шлицы 4. Оправка 3 выполнена в виде цилиндрической трубы с уменьшающимся сверху вниз наружным диаметром.

Внутри корпуса 2 генератора гидромеханических импульсов 1 смонтирован пружинный модуль 5, выполненный в виде тарельчатых пружин, опирающихся одной своей стороной на упорную втулку 6, смонтированную между верхним упорным торцом корпуса 7, а с другой на упорный торец корпуса 9.

Генератор гидромеханических импульсов 1 содержит верхний упорный торец оправки 8 и нижний упорный торец корпуса 9, одновременно зацепляющие и нагружающие пружинный модуль 5 при продольном сжатии корпуса 2 и оправки 3 относительно друг друга.

Генератор гидромеханических импульсов 1 содержит верхний упорный торец корпуса 7 и нижний упорный торец оправки 10, одновременно зацепляющие и нагружающие пружинный модуль 5 через упорную втулку 6 при растяжении корпуса 2 и оправки 3 относительно друг друга.

Генератор гидромеханических импульсов 1 содержит кольцевой поршень 11 с уплотнениями 12, установленный между внутренней поверхностью корпуса 2 и наружной поверхностью оправки 3.

Генератор гидромеханических импульсов 1 содержит упорное кольцо 15, установленное при помощи резьбы на оправке 3.

Как было описано выше, к генератору гидромеханических импульсов 1 с торца, противоположного размещению оправки 3, смонтирован управляемый клапанный блок 16, включающий корпус клапана 17, внутри которого выполнен проточный канал 18 для бурового раствора, подвижный клапанный элемент 19 и седло 20 с эксцентрично расположенными отверстиями проточного канала 18, при этом подвижный клапанный элемент 19 выполнен с возможностью поперечного относительно вертикальной оси симметрии перемещения внутри корпуса клапана 17 сервоприводом подвижного клапанного 21 с изменяемой частотой перемещений относительно седла 20 и корпуса клапана 17, при этом само седло 20 выполнено также с возможностью поперечного относительно вертикальной оси симметрии перемещения внутри подвижного клапанного элемента 19 сервоприводом седла 21 и смещения выполненного в нем отверстия проточного канала 18 относительно отверстия проточного канала 18 в подвижном клапанном элементе 19, аналогичное отверстие в котором также смещается относительно проточного канала 18 внутри корпуса клапана 17. Такое смещение подвижного клапанного элемента 19 и седла 20 обеспечивает изменение проходного сечения проточного канала 18 в максимально перекрытом состоянии клапанного блока 16, изменяя, таким образом, амплитуду колебаний осциллятора.

С торца клапанного блока 16 смонтирован модуль связи 33, состоящий из закрытого сверху и снизу корпуса модуля связи 34. Вдоль одной боковых стенок корпуса модуля связи 24 выполнен сквозной проточный канал модуля связи 35 для бурового раствора, а в закрытой части смонтирован блок связи 36.

С торца корпуса модуля связи 34 смонтирован генератор 23, состоящий из корпуса генератора 24 с электрическим каналом 25, выполненным внутри корпуса генератора 24 внутри него и сообщенным с закрытой частью корпуса модуля связи 34 в котором смонтирован блок связи 36, ротор с гидротурбиной 26 и постоянными магнитами 27, обмотка возбуждения 28.

С торца корпуса генератора 24 смонтирован электронный модуль 29, состоящий из закрытого корпуса электронного модуля 30, внутри одной из стенок которого вдоль выполнен проточный канал электронного модуля 31 для бурового раствора, сообщенный через отверстие в корпусе генератора 24 с проточным каналом корпуса модуля связи 35. Внутри закрытой части корпуса электронного модуля 30 смонтирован электронный блок 32.

Осциллятор для бурильной колонны работает следующим образом.

Поток бурового раствора прокачивают насосом буровой установки через колонну бурильных труб, оправку 3, проточный канал 18 клапанного блока 16, проточный канал модуля связи 33, генератор 23, проточный канал электронного модуля 31.

Изменение сечения проточного канала 18 в клапанном блоке 16 осуществляется вращением подвижного клапанного элемента 19 сервоприводом подвижного клапанного элемента 21 с изменяемой частотой вращения, изменяя таким образом частоту создаваемых осциллятором колебаний, причем седло 20 перемещается сервоприводом седла 22 и изменяет сечение проточного канала 18 для бурового раствора в максимально перекрытом состоянии проточного канала 18, изменяя, таким образом, амплитуду колебаний осциллятора. Пульсация давлений бурового раствора, создаваемых в клапанном блоке 16 передается через кольцевой поршень 11 на оправку 3 и создает осевые колебания оправки 3 относительно корпуса 2, которые далее передаются колонне бурильных труб и уменьшают их трение относительно стенок скважины.

Буровой раствор, проходя через гидротурбину 26 генератора 23, вращает ротор гидротурбины 26. Генератор вырабатывает электроэнергию для питания сервоприводов 21 и 22, электронного блока 32 и блока связи 36.

Блок связи 36 осуществляет передачу закодированных импульсов по каналу связи на наземную станцию оператора и принимает команды от наземной станции оператора.

Электронный блок 32 обрабатывает сигналы, полученные по каналу связи, и выдает сервоприводам 21 и 22 команды на исполнение, обрабатывает данные о работе осциллятора и передает данные блоку связи 36.

В предлагаемом устройстве управляемый клапанный блок 16 имеет подвижный клапанный элемент 19 и седло 20, при этом подвижный клапанный элемент 19 перемещается относительно седла 20 с помощью сервопривода подвижного клапанного элемента 21 с изменяемой частотой перемещений, а седло 20 перемещается с помощью сервопривода седла 22 и изменяет проходное сечение проточного канала 18 в максимально перекрытом состоянии, изменяя таким образом амплитуду колебаний осциллятора, а при эксплуатации подвижный клапанный элемент 19 и седло 20 взаимодействуют, совместно образуя переменное проходное сечение для бурового раствора, проходящего через устройство. Генератор 23 обеспечивает электропитание для упомянутых сервоприводов 21 и 22, электронного модуля 29 и блока связи 36. Блок связи 36 выполнен с возможностью передачи данных о работе устройства на поверхность и приема с поверхности команд оператора.

Оператор, находящийся на поверхности и получающий данные от телеметрии о скорости бурения и нагрузке на долото, анализирует эффективность работы осциллятора и прохождение нагрузки до бурового долота и при необходимости изменяет режим работы осциллятора путем увеличения/уменьшения частоты, амплитуды колебаний. После изменения режима работы оператор вновь анализирует данные телеметрии о скорости бурения и нагрузке на долото и при необходимости корректирует режим работы. Таким образом, управляя режимами работы осциллятора, повышается эффективность работы осциллятора, уменьшается трение бурильной колонны о стенки скважины, нагрузка доходит до долота, увеличивается скорость бурения.

Также в случае отсутствия потребности в работе осциллятора, например, при промывке скважины, оператор отключает осциллятор. Таким образом, увеличивается ресурс работы осциллятора и уменьшаются гидравлические потери.

Изобретение повышает эффективность работы осциллятора, расширяет диапазон энергетических характеристик пульсирующего давления бурового раствора, обеспечивает снижение сил трения бурильной колонны о стенки скважины, снижение вероятности прихвата бурильной колонны, повышает скорость бурения скважин.

Изобретение относится к осциллятору для бурильной колонны. Осциллятор для бурильной колонны включает в себя генератор гидромеханических импульсов, содержащий оправку, элементы для передачи момента вращения между корпусом генератора и оправкой, пружинный модуль, упорную втулку, кольцевой поршень, упорное кольцо, проточный канал со средством регулирования сечения перепускного канала. К генератору гидромеханических импульсов последовательно присоединены управляемый клапанный блок, модуль связи, гидрогенератор и электронный модуль. Средство регулирования сечения перепускного канала представляет собой взаимодействующие друг с другом подвижный клапанный элемент и установленное в нем седло. Подвижный клапанный элемент и седло содержат сообщающиеся между собой и с проточным каналом эксцентрично расположенные отверстия. Отверстия выполнены с возможностью изменения проходного сечения проточного канала при смещении их относительно друг друга и поперек вертикальной оси симметрии осциллятора. Отверстия изменяют проходное сечение проточного канала управляемым угловым перемещением подвижного клапанного элемента и седла с помощью отдельных сервоприводов. Сервоприводы подключены к электронному блоку. Управление электронным блоком осуществляется с помощью модуля связи. Питание сервоприводов, электронного блока и модуля связи выполнено от гидрогенератора, преобразующего энергию потока бурового раствора, проходящего через перепускной канал в электрическую энергию. Технический результат заключается в повышении эффективности работы осциллятора, уменьшении трения бурильной колонны о стенки скважины, увеличении скорости бурения. 1 ил.

Осциллятор для бурильной колонны, включающий в себя генератор гидромеханических импульсов, содержащий оправку, состоящую из верхней и нижней частей, соосно расположенных между собой, причем верхняя часть выполнена в виде четырехсекционной цилиндрической трубы с уменьшающимися сверху вниз наружными диаметрами, а нижняя часть оправки имеет постоянный диаметр и соединена вплотную с верхней частью оправки с упором в торец ее секции с наименьшим диаметром, корпус в виде трубы с выемкой с внутренней стороны для размещения пружинного модуля и упорной втулки, элементы для передачи момента вращения между корпусом генератора и оправкой, расположенные между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью оправки, с возможностью продольного перемещения относительно друг друга, упорную втулку между верхним упорным торцом корпуса и пружинным модулем, пружинный модуль в виде тарельчатых пружин, расположенных между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью оправки и опирающихся одной своей стороной на упорную втулку, а другой стороной на нижний упорный торец корпуса и верхний упорный торец нижней части оправки, кольцевой поршень с уплотнениями, расположенный между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью нижней части оправки, упорное кольцо, установленное на внешней стороне нижней части оправки, проточный канал со средством регулирования перепускного канала, отличающийся тем, что дополнительно содержит последовательно присоединенные к генератору гидромеханических импульсов управляемый клапанный блок, модуль связи, гидрогенератор и электронный модуль, при этом средство регулирования сечения перепускного канала, расположенное в корпусе клапанного блока, представляет собой взаимодействующие друг с другом подвижный клапанный элемент и седло, содержащие сообщающиеся между собой и с проточным каналом эксцентрично расположенные отверстия, выполненные с возможностью изменения проходного сечения проточного канала при смещении упомянутых отверстий их друг относительно друга и поперек вертикальной оси симметрии осциллятора путем управляемого углового перемещения подвижного клапанного элемента и седла с помощью отдельных сервоприводов с изменяемой частотой перемещений внутри клапанного блока с возможностью изменения частоты и амплитуды создаваемых осциллятором колебаний, при этом сервоприводы подключены к электронному блоку, состоящему из закрытого корпуса электронного модуля, внутри которого установлен электронный блок, отдающий сервоприводам команды на исполнение, осуществляющий обработку данных о работе осциллятора и передачу данных модулю связи, причем внутри одной из стенок корпуса электронного модуля выполнен проточный канал для бурового раствора, сообщенный через отверстие в корпусе генератора с проточным каналом модуля связи, при этом модуль связи осуществляет управление электронным модулем через блок связи, а питание сервоприводов, электронного блока и модуля связи выполнено от гидрогенератора, соединенного с ними электрическими каналами питания, и преобразующего энергию потока бурового раствора, проходящего через проточный канал путем выработки электроэнергии от вращения ротора гидротурбины и взаимодействия обмоток возбуждения ротора с постоянными магнитами, расположенными внутри корпуса гидрогенератора.