Электрический забойный двигатель для бурения нефтяных и газовых скважин Российский патент 2023 года по МПК E21B4/04 

Описание патента на изобретение RU2803273C1

Изобретение относится к техническим средствам для бурения нефтяных и газовых скважин, обеспечивающих разрушение горных пород механическим способом с применением электрического забойного двигателя ЭЗД (электробур).

Известно устройство подачи электроэнергии к забойному трехфазному электродвигателю, осуществляемому по кабельной линии передач, расположенной внутри бурильной трубы, состоящей из отрезков трехжильного шлангового кабеля с концевыми кабельными муфтами, соединяющимися между собой при свинчивании бурильных труб. Однако такая линия электропередачи вызывала большие гидравлические потери в бурильных трубах, была конструктивно сложна. Для уменьшения гидравлических потерь применяется система питания электробура вида «два провода - бурильные трубы» [Ф.Н. Фоменко. Бурение скважин электробуром. - М: Недра, 1974. - С. 114-124].

Недостатками такой системы являются кроме конструктивной сложности, сложности эксплуатации, поскольку в процессе бурения на различных этапах и операциях необходим контроль параметров линии электропередачи.

Известен электробур для бурения нефтяных и газовых скважин, содержащий долото для разрушения породы, шпиндель, упорный подшипник, электрический двигатель и токоподвод, который соединяет источник энергии на поверхности Земли с электрическим двигателем [RU 2321717 С1, МПК Е21В 4/04, опубл. 10.04.2008]. В качестве электрического двигателя постоянного тока в нем установлен бесколлекторный двигатель постоянного тока с тиристорным коммутатором. Управляющие электроды тиристоров коммутатора связаны с выходными цепями датчика положения ротора, который питается от источника переменного напряжения повышенной частоты. Источник переменного напряжения повышенной частоты подсоединен к верхнему концу токоподвода, а нижний конец токоподвода соединен с входной цепью датчика положения ротора через электрический фильтр, содержащий по крайней мере один электрический конденсатор. Во втором варианте входная цепь датчика положения ротора подсоединена к нижнему концу токоподвода через схему поддержания постоянства напряжения.

Основной тенденцией известных технических предложений является улучшение и доработка токоподводящей системы энергообеспечения электробура.

Общими недостатками описанных устройств являются токопроводящая система к забойному электробуру и контактные соединения в бурильных трубах. Также важным фактором, ограничивающим использование электробура при строительстве скважин, является то, что у всех моделей в системе энергообеспечения отсутствует равнопроходной внутритрубный проход в полости бурильных труб. Это обусловлено наличием кабель-канала и клейменой системы контактов, соединяющих между собой трубы, что делает невозможным проведение ряда работ, например, таких как ликвидация прихвата, установка кольматационной пачки, проведение геофизических исследований через бурильную трубу по скважине, и ограничивает использование необходимого инструмента оборудования типа Яс, калибраторов лопастных спиральных в компоновках низа бурильной колонны (КНБК).

Вышеуказанные технические и технологические ограничения при использовании ЭЗД в бурении скважин послужили тем фактором отказа от них и прекращения развития данного технического направления в СССР и РФ.

Известна секция токоподвода к электробуру, которая включает бурильную трубу с муфтой и ниппелем и размещенную в ней с кольцевым зазором внутреннюю трубу из износостойкого материала, один конец которой зафиксирован в муфте с помощью гильзы, а другой - в ниппеле посредством оправки [RU 2660975 С1, МПК E21B 17/02, опубл. 03.10.2017]. В кольцевом зазоре проложен кабель с присоединенными по концам токопроводящими кольцами, которые вмонтированы в контактную втулку со стороны ниппеля и в контактный наконечник со стороны муфты, при этом контактная втулка вставлена в гильзу, а контактный наконечник - в оправку. Кабель навит вокруг внутренней трубы вблизи контактной втулки. При свинчивании секций происходит прижатие торцов соседних внутренних труб друг к другу с образованием внутри них непрерывного отверстия, годного для прокачки под давлением промывочной жидкости. Также по непрерывному отверстию может быть спущена торпеда для ликвидации прихватов бурильной колонны или другая аппаратура.

Заявляемое техническое решение направлено на развитие отечественного внутрискважинного бурового оборудования для строительства «высокоинтеллектуальных» скважин и развития перспективного направления для строительства многофункциональных скважин по добыче «готового» энергетического ресурса, как водород.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при использовании изобретения, является расширение функциональных возможностей электрических забойных двигателей для бурения скважин, за счет создания конструкции, обеспечивающей возможность использования для бурения:

сложных профилей наклонно-направленных и горизонтальных скважин с достаточно значительным горизонтальным участком скважины;

наклонно-направленных горизонтальных с восстающим участком профиля по продуктивной части пласта скважин;

горизонтальных многозабойных скважин;

горизонтальных скважин с осцилляторами низкочастотных колебаний;

технологических двухустьевых скважин с одной точкой бурения;

для бурения в тандеме с системой верхнего привода;

маломощными по гидравлическим параметрам буровыми насосами отечественного производства;

на депрессии при аэрации бурового раствора;

посредством стандартного аварийного и бурового инструмента.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении надежности устройства за счет уменьшения в количественном выражении контактных соединений в бурильных трубах.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для бурения нефтяных и газовых скважин, спускаемое на колонне буровых труб, содержит долото для разрушения породы, электрический забойный двигатель постоянного тока и токоподвод, который соединяет источник энергии с электрическим забойным двигателем, при этом в качестве источника энергии использован аккумуляторный блок батарей, и дополнительно в качестве средства подзарядки применены ректенны, установленные на внешней и внутренней поверхностях буровой трубы. При этом электрический забойный двигатель, аккумуляторный блок батарей, буровая труба с ректеннами соединены между собой механически и электрически, образуя внутритрубное полое пространство.

Электрический забойный двигатель постоянного тока (ЭЗД) соединен с помощью резьбового соединения к АББ (от одного до требуемого количества по мощности и потребляемой энергии). Возможно осуществление подключения АББ к электробуру с помощью электрокабеля, идущего от АББ к ЭЗД по внешнему корпусу ЭЗД и защищенного от повреждения защитной накладкой. Также возможно осуществление подключения АББ к электробуру по системе торцевых контактов, которые расположены в торце буртика резьбового соединения ЭЗД и АББ в одной плоскости при скручивании двух резьбовых соединений, при этом контакты плотно соприкасаются друг с другом в резьбовом соединении. Например, в известных решениях при глубине скважины 2000 м, количество контактных соединений будет равно 158, что существенно снижает надежность данной электрической цепи. В свою очередь, при любой глубине скважины количество контактных соединений, в предлагаемом решении будет только одно. Это обеспечивает высокую степень надежности, а также снижает вероятность отказа. При этом проверка работоспособности осуществляется на начальном спуске ЭЗД и АББ, и не требует, как в случае с контактными соединениями в бурильных трубах, проводить постоянную проверку при спуске.

Отличием заявляемого решения от известных является то, что устройство для передачи электрической энергии от устья скважины к находящемуся на забое электробуру, включая электрический кабель-канал и систему электроклемм, а также устройство подвода электроэнергии к бурильной трубе (токоприемник), заменяют на аккумуляторный блок батарей (АББ). То есть обеспечение электроэнергией электробура будет происходить в забойной зоне, что позволит снизить потери электроэнергии, обеспечить надежный подвод электроэнергии, снизить затрачиваемое время на сборку бурового инструмента.

Благодаря расположению АББ непосредственно над ЭЗД трубное пространство на спускаемых трубах и КНБК равномерное равнопроходное по всей длине от устья до забоя, при этом обеспечивается применение в компоновке КНБК любого состава внутрискважинного инструмента, а также возможность выполнения работ по спуску геофизических приборов по трубному пространству. Получаемый при этом технический результат позволяет использовать ЭЗД с компоновками КНБК любого номенклатурного модельного ряда внутрискважинного оборудования и расширяет область применения.

Управление ЭЗД, включение и отключение, управление частотой оборотов может быть осуществлено по известным технологиям как от датчика давления или расхода подаваемого бурового раствора, так и с помощью автоматической системы управления.

Зарядка АББ на буровой установке может производиться как на поверхности с помощью зарядного устройства (классическим способом), так и бесконтактным способом на забое с помощью ректенны (силовая приемная антенна, состоящая из антенны и выпрямительных диодов, преобразующих энергию электромагнитной волны в постоянный ток), присоединенной непосредственно к АББ.

В свою очередь, ректенна может получать электрическую энергию двумя способами: с поверхности земли направленным излучателем, находящемся над ректенной (например, при горизонтальном бурении) или, например, от энергии искрового разряда генератора Аркадьева-Баклина, или другими, например, СВЧ генераторами, настроенными на частоту приема ректенны, опущенного в трубное пространство бурового инструмента до уровня ректенны.

Сущность изобретения поясняется иллюстративными материалами.

На фиг. 1 схематично показано устройство для бурения нефтяных и газовых скважин, где цифрами обозначены: 1 - породоразрушаемый инструмент (долото), 2 - электрический забойный двигатель (ЭЗД), 3 - аккумуляторный блок батарей (АББ), 4 - система приема энергии ректенна (АР), 5 - компоновка низа бурильной колонны (включает в себя расчетный количественный состав в зависимости от геологических условий, утяжеленные бурильные трубы, сбалансированные УБТС, калибратор лопастной спиральный КЛС, стальная бурильная труба СБТ).

На фиг. 2, сечение А-А по фиг. 1, схематично показана система приема энергии ректенна, расположенная по окружности буровой трубы снаружи и внутри, где цифрами обозначены: 8 - внутренний защитный слой ректенны из стала, в котором (внутри) находятся элементы ректенны, 9 - внутренние элементы ректенны (антенны и выпрямительные диоды), 10 - корпус бурильной трубы, 11 - наружный защитный слой ситалла, в котором (внутри) находятся элементы ректенны, 12 - элементы ректенны (антенна и выпрямительные диоды).

На фиг. 3, выноска В на фиг. 2, представлена система приема энергии ректенна, где цифрами обозначены: 10 - корпус бурильной трубы, 13 - слой ситалла, в котором (внутри) находятся элементы ректенны, 14 - элементы ректенны (антенна и выпрямительные диоды), 15 - защитный слой антенны из ситалла.

На фиг. 4, выноска С на фиг. 1, схематично показана система энергообеспечения от аккумуляторного блока батарей до электрического забойного двигателя, где цифрами обозначены: 2 - электрический забойный двигатель, 3 - аккумуляторный блок батарей, 16 - разъемы электрические герметичные, 17 - электрический кабель, 18 - защитная накладка.

На фиг. 5 показан разрез компоновки при проведении зарядки аккумуляторного блока батарей 2 с помощью искрового разрядника через внутреннюю ректенну 4, где цифрами обозначены: 1 - долото, 2 - электрический забойный двигатель, 3 - аккумуляторный блок батарей, 4 - система приема энергии ректенна, 5 - компоновка низа бурильной колонны (включает в себя расчетный количественный состав в зависимости от геологических условий, утяжеленные бурильные трубы, сбалансированные УБТС, калибратор лопастной спиральный КЛС, стальная бурильная труба СБТ), 6 - кабель-канат, 7 - защитная капсула искрового разрядника генератора Аркадьева-Баклина.

На фиг. 6 показан способ подзарядки аккумуляторного блока батарей 2 при строительстве многозабойных скважин типа «Fishbone» с использованием внешней ректенны 4 через скважину спутник с использованием энергии ВЧ или СВЧ, где цифрами обозначены: 19 - многозабойная скважина «Fishbone», 20 - скважина технологическая (скважина спутник), 21, 22, 23, 24, 25 - места осевого пересечения ствола скважины-спутник и ствола многозабойной скважины, находящиеся в одной вертикальной плоскости, но на разных пластах, 26, 27, 28, 29 - забой ствола.

На фиг. 7 показана технологическая операция по подзарядке аккумуляторного блока батарей 2 с помощью скважины-спутник через агрегат генератор ЭМВ ВЧ или СВЧ, где цифрами обозначены: 1 - долото, 2 - электрический забойный двигатель, 3 - аккумуляторный блок батарей, 4 - система приема энергии ректенна, 5 - компоновка низа бурильной колонны, 30 - буровая установка, 31 - генератор электромагнитных волн (ЭМВ) волн высоких частот (ВЧ) и сверхвысоких частот (СВЧ) энергия, 32 - кабель для межблочного соединения (агрегата - генератора ЭМВ и модифицированная колонна гибких труб (МКГТ)), 33 - агрегат для работы с колонной гибких труб, 20 - скважина-спутник, 34 - проводник типа волновод МКГТ, 35 - компрессор ЭМВ, 36 - антенна, 37 - пласт, 38 - продуктивный пласт.

Устройство для бурения нефтяных и газовых скважин (фиг. 1) содержит породоразрушающий инструмент в виде долота 1, присоединенного к нему с помощью резьбового соединения (размерный ряд выбирается из стандартов резьбовых соединений и является общепринятым для соответствующего диаметра) электрического забойного двигателя 2 постоянного тока, обеспечивающего вращение долота 1. К электрическому забойному двигателю 2 посредством резьбового соединения присоединен аккумуляторный блок батарей 3, который посредством резьбового соединения соединен с корпусом бурильной трубы 10 с системой приема энергии ректенной 4.

Компоновка низа бурильной колонны 5 с установленной на корпусе бурильной трубы 10 по окружности снаружи и внутри ректенной 4 механически и электрически связана с аккумуляторным блоком батарей 3 посредством резьбы с обеспечением электрической изоляции.

Энергообеспечение электрического забойного двигателя осуществляется посредством электрокабеля с потайной заделкой, идущего от АББ к ЭЗД по внешнему корпусу и защищенной от повреждения защитной накладкой, (фиг. 4), либо по системе торцевого токопроводного контакта резьбового соединения АББ и ЭЗД (торцевые контакты, размещенные в торце буртика резьбового соединения, при скручивании двух резьбовых соединений контакты располагаются в одной плоскости, плотно соприкасающихся друг с другом, и обеспечивают передачу электроэнергию).

Компоновка низа бурильной колонны собирается в зависимости от технологической необходимости при бурении скважин. Все элементы компоновки от долота до вертлюга или верхнего силового привода соединяются между собой резьбовыми соединениями в соответствии с ГОСТом. В конструкции забойного электрического двигателя используется шпиндель, опорные подшипники, электрический двигатель, аккумуляторный блок батарей, соединенных между собой разъемным соединением. Система включения и отключения, а также управления (не показана) электрическим забойным двигателем 2 осуществляется от автоматической системы управления по известному принципу контроля подачи бурового раствора его объему и давлению, также от скорости вращения момента на долоте. Такое управление закладывается системой программного обеспечения в зависимости от задаваемых параметров интервала бурения скважины, где подбирается скорость, момент вращения долота, объем подаваемого бурового раствора. Данная система интегрируется непосредственно в электрический забойный двигатель.

В качестве ЭЗД используется электродвигатель постоянного тока. В качестве аккумуляторного блока батарей могут применяться литий-ионный типы аккумуляторов. Для изготовления системы приема энергии ректенны на бурильной трубе может, например, использоваться тонкопленочная и толстопленочная технология изготовления микросхем и микроплат [Орликов, Л.Н. Технология материалов и изделий электронной техники. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2012. - Часть 1. - 98 с, Часть 2. - 101 с; Легостаев, Н.С. Микроэлектроника. Томский Государственный университет, 2013. - 172 с].

Устройство для бурения нефтяных и газовых скважин работает следующим образом.

Для разрушения горной породы на буровой установке (фиг. 1) предварительно собирают компоновку устройства. В качестве примера компоновка последовательно, снизу-вверх, содержит долото 1, переводник (не показан), ЭЗД 2, АББ 3, АР 4. Компоновка низа бурильной колонны КНБК 5 включает утяжеленные бурильные трубы, сбалансированные УБТС, калибратор лопастной спиральный КЛС, УБТС (количественный состав подпирается по расчетным нагрузкам), стальную бурильную трубу СБТ. КНБК далее спускают в забой, после чего подают для выноса разбуриваемой породы буровой раствор, который в свою очередь, доходя до ЭЗД 2 и набрав во внутритрубном пространстве необходимое давление от системы управления (не показана на фиг.), подает сигнал на запуск электродвигателя ЭЗД 2. Далее электробур выводят на режим по оборотам двигателя и начинают бурение скважины. Регулировку скорости вращения электробура можно осуществлять путем увеличения или уменьшения подачи бурового раствора через систему управления электробуром. После прохождения необходимого интервала бурения или по окончанию электрической энергии в блоке АББ 3, устройство извлекают из скважины. Разряженный блок АББ 3 отсоединяют от электрического забойного двигателя и ставят на зарядку.

При бурении есть технологические операции как подъем инструмента из скважины, подъем долота с целью осмотра и проверки вооружения и тому подобное. Например, при бурении вертикального участка скважины с БУ-ЗД86, где глубина составляет 3000 м, время, потраченное на подъем, составит 6 часов, а с глубины 5000 м, время, потраченное на подъем, составит 11 часов. То есть, чтобы поднять и спустить с заменой блок АББ потребуется 12-22 часов, при этом скорость зарядки потребуется намного меньше, если поднять компоновку в безопасную зону и провести ускоренную зарядку. Также по аналогии при строительстве скважины «Fishbone» попадание компоновкой в пробуренный ствол может вызвать затруднения.

Заряженный блок АББ 3 крепят к электрическому забойному двигателю 2, далее собирают всю компоновку и бурение продолжают.

Для осуществления подзарядки АББ 3 без подъема на устье скважины в устройство включена система приема энергии (система подзарядки) 4 - ректенна. Так как ректенна может быть смонтирована в компоновке как снаружи, так и внутри бурильной трубы, то возможно осуществление зарядки двумя способами: спуская зарядное устройство во внутритрубное пространство или с внешней стороны при использовании скважины-спутник. Конструкция ректенны может принимать заряд как при спущенном внутри трубы зарядном устройстве (фиг. 5), так и с внешнего устройства, то есть когда приемные антенны расположены во внутритрубном пространстве и на внешней стороне бурильной трубы, то подзарядку можно осуществить следующим образом.

Во внутритрубное пространство 5 компоновки низа бурильной колонны (КНБК) (фиг. 5) на кабель-канате 6 в защитной капсуле 7 спускают искровой разрядник генератора Аркадьева-Баклина или другие источники электромагнитной энергии например СВЧ генератор, для работы которого подают электроэнергию от устья скважины в забой по кабель-канату 6. При искровом разряде внутренняя ректенна 8, 9 (фиг. 2 вид А-А) принимает энергию искрового разряда и преобразует ее в напряжение (ток) для зарядки АББ 3 (фиг. 5). Искровой разрядник 7 спускают на кабель-канате 6 (фиг. 5) для подзарядки на небольшое время, после чего его извлекают и работа по бурению продолжается, внутритрубное пространство снова свободно.

Способ подзарядки с возможностью использования внешней ректенны актуален при строительстве многозабойных скважин типа «Fishbone», где подзарядку осуществляют от спущенной антенны 36 в технологическую скважину (скважина-спутник 20, фиг. 7). Технологическая скважина построена по принципу пространственного расположения над или под основной скважиной «Fishbone», где наиболее близкое расположение двух стволов скважин спутника и скважин «Fishbone» должны пересекаться в местах пересечения стволов скважины «Fishbone». Это необходимо для того, чтобы при подзарядке АББ не выходить из бокового ствола в основной ствол. То есть для подзарядки АББ произведут извлечение инструмента продвижения ЭЗД с АББ до точки пересечения стволов, далее остановка, подвод по скважине спутнику в точки 26, 27, 28, 29 пересечения стволов (фиг. 6) для подзарядки.

Подзарядку осуществляют по следующему принципу (фиг. 6, 7): от агрегата - генератора ЭМВ волн высоких и сверхвысоких частот 31 энергию подают по кабелю 32 для межблочного соединения (агрегата - генератора ЭМВ и МКГТ), далее по волноводу на агрегат для работы с колонной гибких труб 33, далее по волновод МКГТ 34 и транспортируют по нему до устройства для накопления энергии ЭМВ (компрессор ЭМВ) 35, где энергия непрерывной электромагнитной волны высокой или сверхвысокой частоты преобразуется в энергии ВЧ или СВЧ импульсов, мощность импульса при этом на порядок превышает исходную мощность на входе компрессора ЭМВ, и излучается через антенны 36, в пласт 37. В результате данного воздействия происходит прием энергии ВЧ или СВЧ системой подзарядки ректенной 4. Внешняя ректенна (фиг. 2) принимает энергию ВЧ и СВЧ, преобразует ее в электрический ток и подзарядку АББ 3.

Также возможен способ подзарядки АББ с использованием кабель-каната 6, спущенного по трубному пространству КНБК с контактными клеймами искрового зарядника 7 для подсоединения и передачи энергии.

Таким образом, заявляемое конструктивное выполнение устройства для бурения нефтяных и газовых скважин обеспечивает повышение надежности за счет использования непосредственно расположенного в контакте с забойным электрическим двигателем питающего устройства электроэнергией аккумуляторный блок батарей (АББ). Емкостная мощность АББ позволяет отработать необходимый интервал бурения, после чего он извлекается из скважины и меняется на новый. Техническая оснащенность буровых установок позволяет проводить зарядку аккумуляторного блока батарей на буровой установке как на поверхности с помощью зарядного устройства (классическим способом), так и бесконтактным способом на забое с помощью ректенны (силовая приемная антенна), присоединенной непосредственно к аккумулятору. Также немаловажным преимуществом устройства является возможность его использования при бурении глубоких и сверхглубоких скважин с большой протяженностью горизонтального участка, где основным значением, при использовании винтовых забойных двигателей, является расход бурового раствора в литрах на секунду и соответствующее давление для преодоления сопротивления столба жидкости, что зачастую не могут обеспечить отечественные буровые насосы, а при использовании заявляемого устройства такой показатель, как расход бурового раствора не является критичным.

Похожие патенты RU2803273C1

название год авторы номер документа
РОТОРНАЯ УПРАВЛЯЕМАЯ СИСТЕМА С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДОЛОТА 2017
  • Суханов Александр Владимирович
RU2690238C1
БУРИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ БУРЕНИЯ СТВОЛА 2007
  • Жак Орбан
  • Сами Искандер
RU2405099C2
СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЙ ЗАБОЙНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ "ГИРОКУРС" 1994
  • Скобло В.З.
  • Семенец В.И.
  • Ропяной А.Ю.
RU2087705C1
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ КНБК В ВИДЕ ТРУБЫ В ТРУБЕ 2012
  • Хэй Ричард Томас
  • Хольтцман Кэйт Е.
RU2616956C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВОДКИ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН 2004
  • Чупров Василий Прокопьевич
  • Шайхутдинов Рамиль Анварович
  • Бельков Алексей Викторович
  • Мишин Юрий Семенович
RU2278236C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ И ЗАКАНЧИВАНИЯ ПРИ ПРОГРАММИРУЕМОМ ДАВЛЕНИИ И ПРОГРАММИРУЕМОМ ГРАДИЕНТЕ ДАВЛЕНИЯ 2008
  • Даунтон Джеффри К.
  • Кхан Вагар
RU2455453C2
Способ управления режимами бурения 1989
  • Эскин Моисей Герцович
SU1675546A1
ЗАМКНУТЫЙ ЦИКЛ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ БУРЕНИЯ 2013
  • Хэй Ричард Томас
  • Уинслоу Даниэль
  • Деолаликар Неелеш
  • Стрэчен Майкл
RU2639219C2
СИСТЕМА И СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫМ БУРЕНИЕМ 2017
  • Дифоджио, Рокко
  • Маурер, Ханс-Мартин
  • Табаровский, Леонтий
RU2728026C2
Компоновка низа бурильной колонны для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины 2019
  • Зиятдинов Радик Зяузятович
RU2719875C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 803 273 C1

Реферат патента 2023 года Электрический забойный двигатель для бурения нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к техническим средствам для бурения нефтяных и газовых скважин, обеспечивающих разрушение горных пород механическим способом с применением электрического забойного двигателя (ЭЗД). Устройство для бурения нефтяных и газовых скважин, спускаемое на колонне бурильных труб, содержит ЭЗД, расположенный под ним породоразрушающий инструмент и расположенный над ним аккумуляторный блок батарей, систему управления включения, отключения, регулировки частоты оборотов ЭЗД. Для обеспечения энергоснабжения по внешней стороне корпусов аккумуляторного блока батарей и ЭЗД или проложен кабель с потайной заделкой, защищенной от повреждения защитной накладкой, или энергообеспечение осуществлено посредством торцевого токопроводного контакта резьбового соединения аккумуляторного блока батарей и ЭЗД. Торцевые контакты расположены в торце буртика резьбового соединения таким образом, что при скручивании двух резьбовых соединений указанные торцевые контакты находятся в одной плоскости. Для осуществления подзарядки аккумуляторного блока батарей над ним расположена система приема энергии, представляющая собой ректенну, установленную по окружности по внешней и внутренней поверхности бурильной трубы, а указанные ЭЗД, аккумуляторный блок батарей и бурильная труба с ректенной соединены между собой механически и электрически таким образом, что образуется внутритрубное полое пространство. Обеспечивается повышение надежности устройства. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула изобретения RU 2 803 273 C1

1. Устройство для бурения нефтяных и газовых скважин, спускаемое на колонне бурильных труб, характеризующееся тем, что содержит электрический забойный двигатель, расположенный под ним породоразрушающий инструмент и расположенный над электрическим забойным двигателем аккумуляторный блок батарей, систему управления включения, отключения, регулировки частоты оборотов электрического забойного двигателя, причем для обеспечения энергоснабжения по внешней стороне корпусов аккумуляторного блока батарей и электрического забойного двигателя или проложен кабель с потайной заделкой, защищенной от повреждения защитной накладкой, или энергообеспечение осуществлено посредством торцевого токопроводного контакта резьбового соединения аккумуляторного блока батарей и электрического забойного двигателя, причем торцевые контакты расположены в торце буртика резьбового соединения таким образом, что при скручивании двух резьбовых соединений указанные торцевые контакты находятся в одной плоскости, при этом для осуществления подзарядки аккумуляторного блока батарей над ним расположена система приема энергии, представляющая собой ректенну, установленную по окружности по внешней и внутренней поверхности бурильной трубы, а указанные электрический забойный двигатель, аккумуляторный блок батарей и бурильная труба с ректенной соединены между собой механически и электрически таким образом, что образуется внутритрубное полое пространство.

2. Устройство для бурения нефтяных и газовых скважин по п. 1, отличающееся тем, что ректенна, расположенная на внутренней поверхности бурильной трубы, выполнена с возможностью подзарядки от искрового разрядника или генератора СВЧ, спускаемого во внутритрубное пространство.

3. Устройство для бурения нефтяных и газовых скважин по п. 1, отличающееся тем, что ректенна, расположенная на внешней стороне бурильной трубы, выполнена с возможностью приема энергии для подзарядки аккумуляторного блока батарей от антенны скважины-спутника, ствол которой расположен в одной плоскости со строящейся скважиной.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2803273C1

ЭЛЕКТРОБУР ДЛЯ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН (ВАРИАНТЫ) 2003
  • Кекот Олег Владимирович
RU2321717C1
Приспособление для суммирования отрезков прямых линий 1923
  • Иванцов Г.П.
SU2010A1
Приспособление для суммирования отрезков прямых линий 1923
  • Иванцов Г.П.
SU2010A1
Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз 1924
  • Подольский Л.П.
SU2014A1
Токарный резец 1924
  • Г. Клопшток
SU2016A1
Токарный резец 1924
  • Г. Клопшток
SU2016A1
Способ количественного определения суммы флавоноидов в почках дуба черешчатого 2021
  • Рыжов Виталий Михайлович
  • Рябов Николай Анатольевич
  • Куркин Владимир Александрович
RU2782618C1
Способ регенерирования сульфо-кислот, употребленных при гидролизе жиров 1924
  • Петров Г.С.
SU2021A1

RU 2 803 273 C1

Авторы

Мухтаров Руслан Рашитович

Мязин Олег Гаврилович

Даты

2023-09-11Публикация

2022-09-12Подача