Забойный регулятор осевой нагрузки на долото Советский патент 1987 года по МПК E21B19/08 E21B4/00 E21B44/02 

1305

новлены дополнительные В,10 и 11. Свободными концами В 10 и 11 соедине- ,ны с корпусом 1 посредством зубчатого соединения. Торец 15 В 11 выполнен в виде винтовой линии, шаг которой равен ходу пружины 8 между штоком 2 и корпусом 1, а в В 10 выполнено ра- диальн ое отверстие 14 с возможностью перекрытия отверстия 4 штока 3 при ее вращении. На боковой поверхности К 1 вьшолнены .шкалы для задания площади проходного сечения ЗР и осевой нагрузки, а на В 10 и 11 - риски.

1

Изобретение относится к технике бурения, а именно к установке и поддержанию заданной осевой нагрузки на дйпото.

Целью изобретения является повьш1е- ние точности регулирования и надежности работы за счет установки .заданных площади проходного отверстия регулятора и осевой нагрузки.

На фиг.1 приведен регулятор, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез В-Б на фиг.1, при снятом переходнике; на фиг.4 - вид В на фиг.1, при снятом переходнике.

Забойный регулятор содержит корпус 1, в котором установлен полый фигурный щток 2 со сквозным осевым каналом 3 и радиальными отверстиями 4 и 5 для прохода промывочной жидкости, размещенными одно под другим, при этом площадь канала 3 меньше площади возможного наименьшего проходного отверстия устройств, устанавливаемых за регулятором, а площадь первого радиального отверстия 4 меньше площади второго радиального отверстия 5. Шток 2 имеет несимметричное шлицевое соединение 6 с корпусом и закреплен в нем при помощи втулки 7. Между корпусом 1 и штоком 2 установлена пружина 8, которая герметизирована при помощи уплотнений 9. На штоке 2 установлены дополнительные втулки 10 и 11, имеющие зубчатое соединение I2 с корпусом и закрепленные в нем при. помощи переходника 13. ВтулПлощадь отверстия 3 меньше площади проходного отверстия устр-в, устанавливаемых за ЗР. Площадь отверстия 4 меньше площади отверстия 5. Прн создании осевой нагрузки шток 2 перемещается вниз, и отверстие 4 закрывается В 10 и 11. Промывочная жидкость поступает через канал 3. Изменение осевой нагрузки влечет за собой изменение площади отверстия 5. Вращением В 10 и М регулируются величины проходного сечения ЗР и осевая нагрузка. 2 3.п. ф-лы, 4 ил.

ка 10 имеет радиальное отверстие 14, равное верхнему радиальному отверстию 4, а торец 15 втулки 11 выполнен в виде винтовой линии, шаг. которой

равен ходу пружины. Втулка 10 установлена без зазора над втулкой 11 с возможностью перекрытия при вращении отверстия 4. Н& боковой поверхности корпуса выполнена шкала 16 площади

.проходного отверстия регулятора и шкала 17 осевой нагрузки, а на втулках выполнены риски 18 и 19, с помо- шью которых по шкалам устанавливаются требуемые величины площади проходного отверстия регулятора и осевой нагрузки. Несимметричность шлицевого соединения штока 2 с корпусом 1 позволяет однозначно устанавливать шток относительно корпуса при повторных

сборках регулятора, что гарантирует точность установки шкал относительно радиальных отверстий штока.

Регулятор работает следующим образом.

Вначале перед установкой регулятора снимают переходник 13 и, выведя предварительно из зацепления втулки 10 и 11 с корпусом 1, вращают их. до совмещения рисок 18 и 19 с требуемым

значением площади проходного отверстия регулятора и осевой нагрузки по шкалам 16 и 17, при этом отверстие 14 втулки 10 частично или полностью совмещается с отверстием 4 штока.

Площадь проходного отверстия регулятора устанавливается на 5-10 % меньше площади наименьшего проходного

отверстия устройства, установленных за регулятором, что дает возможность контроля увеличения осевой нагрузки в процессе бурения. Затем установкой переходника закрепляют втулки 10 и 11 в корпусе 1. Собранный регулятор устанавливают в колонне бурильных труб перед долотом, опускают в скважину и, недоведя до забоя, подают промывочную жидкость для очистки забоя от скопившегося шлама, при этом давление промывочной жидкости по манометру фиксируют На поверхности. В это время шток 2 находится в крайнем верхнем положении и промывочная жидкость, проходя через отверстия 4, 14 и частично через канал 3, беспрепятственно поступает на долото, чем обеспечивается интенсивная промьгвка забоя скважины. После окончания промывки опускают с вращением долото на забой и создают осевую нагрузку. При этом шток 2, сжимая пружину 8, перемещается вниз и отверстие 4 закрывается втулками. В этот момент давление в гидросистеме резко возрастает поскольку площадь проходного отверстия резко уменьшается и промывочная жидкость поступает на забой только через канал 3, что также фиксируется по манометру на поверхности и соответствует постановке долота на забой При дальнейшем возрастании осевой нагрузки на долото открывается отверстие 5 штока и давление начинает падать. Нагрузку увеличивают до тех пор, пока давление не будет равно первоначальному (при промывке скважины) , т.е. в этот момент площадь открывшегося отверстия 5 будет равна площади отверстия 4 и промывочная жидкость в достаточном объеме поступает на долото, обеспечивая необходимые условия его работы при установленной нагрузке. Изменение по каким- либо причинам осевой нагрузки влечет за собой плавное изменение площади отверстия 5 штока 2, что приводит к отклонению давления в гидросистеме от установленного. Для поддержания заданной осевой нагрузки на долото достаточно поддерживать установленное давление промывочной жидкости в гидросистеме.

Установка на штоке втулки 10 с отверстием позволяет регулировать величину проходного отверстия регулятора, что позволяет использовать раз

5

0

5

личные устройства, применяемые с данным регулятором. Установка на штоке 2 втулки 1I с торцом в виде винтовой линии, шаг которой равен ходу пружины, позволяет плавно изменять величину осевой нагрузки во всем диапазоне работы пружины. Соединение свободных концов втулок с корпусом позволяет упростить процесс установки заданной осевой нагрузки (по равенству давлений промывочной жидкости до начала бурения и во время бурения), чем исключается ошибка в установке осевой нагрузки, а также обеспечить максимальную подачу промывочной жидкости при заданной осевой нагрузке и промывке забоя скважины.

Наличие шкал с рисками и выполнение их на корпусе и втулках позволяет облегчить установку заданных площади проходного отверстия регулятора и осевой нагрузки. Наличие сквозного осевого отверстия на штоке позволяет производить частичную подачу на забой промывочной жидкости в момент закрытия радиальных отверстий штока при установке осевой нагрузки. Выполнение первого радиального отверстия меньше второго радиального отверстия позволяет контролировать увеличение осевой нагрузки при бурении скважин.

Возможность максимальной подачи промывочной жидкости на забой при

промывке скважины, а также частичной подачи промывочной жидкости при установке осевой нагрузки позволяет произвести полную очистку забоя скважины от шлама и тем самым исключить

вероятность прижога породоразрушаю- щего инструмента и аварии в скважине, что повьппает качество производимых работ.

Возможность максимальной подачи

промывочной, жидкости на забой при заданной осевой нагрузке на долото, а также возможность контроля изменения осевой нагрузки и исключение ошибки в установке осевой нагрузки позволя-

ет поддерживать требуемый режим бурения скважины.

Формулаизобретения

1 Забойный регулятор осевой нагрузки на долото, содержащий корпус с переходником, внутри которого посредством втулки установлен подпружиненный фигурный шток с осевым каналом и

радиальными отверстиями, выполненными в штоке со стороны переходника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования и надежности работы за счет установки заданных площади проходно- t o отверстия регулятора и осевой нагрузки, он снабжен двумя дополнительными втулками, последовательно установленными друг за другом на штоке со стороны переходника и свободными концами соединенными с корпусом, при этом в первой дополнительной втулке выполнено радиальное отверстие с возможностью перекрытия первого радиаль ного отверстия штока при- ее вращении, а торец второй втулки выполнен в виде винтовой линии, шаг которой

Л-Л

,

3053156

коду пружины, причем осевой канал выполнен сквозным, а на боковой поверхности корпуса вьтолнены шкалы площади проходного отверстия и осе- 5 вой нагрузки, на дополнительных втулках - риски.

2,Регулятор по П.1, отличающийся тем, что диаметр осевого канала на выходе штока мень 0 ше диаметра осевого канала на входе штока, а площадь первого радиального отверстия штока меньше площади второго радиального отверстия штока.

3.Регулятор по пп.1 и 2, о т л и- 15 чающийся тем, что свободные

концы дополнительных втулок закреплены в корпусе посредством зубчатого соединения.

6-6

Фиг.г

Фи.Ъ

&ид&

II

Н|„1„1 |1и,1,.м1..1.

11

Составитель Г.Алексеева Редактор Н.Лазаренко Техред М.Ходанич

Заказ 1403/28 Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

nklulAilnlnUj

(Pus.4Корректор А.Зимокосов

Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить точность регулирования и надежность работы забойного регулятора (ЗР) за счет установки заданных площади проходного отверстия ЗР и осевой нагрузки. Внутри корпуса 1 с переходником (П) 13 посредством втулки (В) 7 установлен подпружиненный фигурный шток 2 со сквозным осевым каналом 3 и радиальными отверстиями 4 и 5 со стороны П 13. На штоке 2 последовательно друг за другом со стороны П 13 устаi (Л 00 о О1 со СП