Забойный автомат Советский патент 1959 года по МПК E21B4/02 

Известные забойные устройства обладают недостатками, к -которым относятся сложность нх конструкции и необходимость специальной характеристики турбобуров.

Предлагаемы забойный автомат не имеет этих недостатков, так как он выполнен с пружинным моментомером и гидравлическим серводвигателем с золотником, который за счет различных ио величине площадей автоматически регулирует работой при изменении режима промывки.

На чертеже показан предлагаемый лабойный автомат в разрезе.

Шестигранник 1 воспринимает )еактивный момент через Игпиндельный вал 2 турбобура серводвигателя и пружинный моментомер 3, состоящий из стержней 4, охватывающих через определенные интервалы полый шток 5 серводвигателя. Пружинные стержни моментомер а наклонены под углом около 45° так, что нх упругое закручивание под действием реактивного момента долота вызывает осевое перемещение полой тяги 6 золотника 7. Перепускные отверстия 8 и 9 расположены так, что при реактивном моменте меньще номинального момента турбины золотник перемещается вниз и сообщает прострапство 10 над порщнем 11 серводвигателя с высоким давлением, а пространство 12 под поршнем - с затрубным пространством через проходной капал 13.

При этом величина усилия па порщень прибавляется к постоянной слагающей осевой нагрузки, определяемой велнчиной сечения полого штока 5, умноженной на величину перепада давлення в турбине. В реззльтате, осевая нагрузка и реактивный момент на долоте будут возрастать, пока иоследиий не станет равным номинальному моменту турбины. При реактивном моменте, больщем номинального, золотиик перемещается вверх и сообщает подпоршненое пространство 12 серводвигателя с высоким, а надпоршневое пространство 10 с ;1изким давлением. Уси№ 121733

лие на поршне 11 напразлено з сторону, обратную направлению действия постоянной слагающей, что уменьшает нагрузку на долото до тех нор, пока нагрузка не будет соответствовать номинальному моменту тзфбины.

Плонхадь поршня 11 серводвигателя несколько больше нлош,ади штока 5 и поэтому заклинивание инструмента сопровождается быстродействуюн;им автоматическим реверсом подачи.

В забойНом автомате нредусмотрено введение поправки в случае ува1ичения утечек или изменения вязкости и удельного веса промывочной жидкости. Для этого золотник имеет различные но площади верхнее 14 и нижнее /5 уплотнения, создаю ние результирующее осевое усилие, передающееся сверху -вннз но полой тяге 6, зависящее от величины перепада давления в турбине.

Прн увеличенин перепада давления на золотнике, превышающем номинальное, осевое усилие, нередающееся но тяге 6, возрастает, что увеличивает жесткость новоротной пружины манометра, отчего самоустапавливаюп1,иеся величины момента и мощности турбобура соответственно возрастают.

При уменьшении расхода или вязкости раствора осевое усилие на тяге 6 падает, жесткость моментомера снижается и автоматически поддерживаемые ве.тнчины момента и мощности турбобура уменьшаются.

Предлагаемое устройство в сочетании с серийным турбобуром позволяет вести процесс бурения в максимума забойной мощности.

Предмет изобретения

1.Забойный автомат, служащий для поддержания оптимального режима иа долоте путем измерения реактивного момента на корпусе турбобура и воздействия на золотник серводвигателя, управляющего нодачей долота, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса турбинного бурения, он вынолиен с нружинным моментомером и гидравлическим серводвигателем с золотником, обладающим за счет разновеликих нлощадей. автоматической поправкой работы при изменении режима промывки.

2.Форма вынолнения автомата по п. 1, о т л и чающаяся тем, что щестигранный вал соединен со щпиндельным валом серводвигателя и пружинным моментомером, состоящим из стержней, при закручивании которых под действием реактивного момента долота осуществляется осевое перемещение полой тяги золотника.

3.Форма выполнения автомата по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнения золотннка серводвигателя, находящиеся под давлением, выполнены с различными по величине плопгадями, что позволяет создать результирующее осевое усилие, пропорпиональное давлению, зависящему от режима промывки .