Колонна бурильных труб для высокочастотного бурения Советский патент 1988 года по МПК E21B17/00 E21B3/00 E21B17/10 

Изобретение относится к техноло- и технике бурения скважин, пре {усматривающих использование высокий iacTOT вращения бурильных труб, 5 Цель изобретения уменьшение из- :оса и вибрации колонны бурильных Руб.

На фиг„ показана предлагаемая 1 олонна бурильных труб для высоко- :астотного бурения | на фиг о 2 и 3 -- 1азрезы и Б-Б на фиг.1| на фиг.4- |азрез В-В на фиг,Ij на фиг«5 - удли штель и направление сил действую- цих в начальный момент вращения ко- онкы, поперечное сечение„

Колонна бурильных труб для высоко jacTOTHoro бурения состоит из соеди- leHHbix между собой бурильных труб 1;, )асположенных один под другим удли- з телей 2 и породоразрушающего ин трумента 3

Удлинители выполнены с внутренней наружной цилиндрическими поверх- ;остями, оси которых 4 и 5 соответст енно смещены одна относительно дру- ой на расстояние а, определяемое по ледующе й зависимости:

(RK - R) г

а л.-.-л..-i

де R| радиус торца породоразруша- { ющего инструмента, MJ i R радиус наружной цилиндрической поверхности удлинителяj г - радиус внутренней цилиндри- ческой поверхности, м.

Бурильные трубы, удлинители и по родоазр тпающий инструмент установлен один относительно другого соосно сво ими внутренними цилиндрическими по- верхностями. Удлинители один относительно другого размещены с совпадением осей их наружньпс щспиндрйческих поверхностей таким образом, что центры тяжести всех удлинителей лежат на одной прямой.

Колонна бурильных труб для высокочастотного бурения работает следующим образом.

При больших скоростях to вращения колонны в точке контакта удлинителя со стенкой скважины возникает сила

трения F р за счет действия радиальной центробежной силы F, вызванной смещением центра тяжести 6 удлинителя относительно оси вращения В,При увеличении F ц, (при росте частоты вращения tJ) сила трения достигает величины, когда начинается качение (обратная процессия) удлинителя по стенке скважины 7, Но качение происходит только до поворота сечения удлинителя 2 вокруг оси своей наружной поверхности на угол 180, т.е. когда точки А и В совместятся. Дальнейшее вращение продолжается вокруг оси скважины и вокруг центра тяжести (динамическая самоцентрация), что приводит к снижению вибраций и сил трения о стенки скважины.

Формула изобретения

Колонна бурильных труб для высокочастотного бурения, содержащая уста-. новленные в ее нижней части друг под другом удлинители, оси внутренних цилиндрических поверхностей которых расположены по одной прямой и смещены относительно осей наружных цилиндрических поверхностей, и породораз- рушающий инструмент, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью уменьшения износа и вибрации за счет динамической самоцентрации колонны при высоких частотах ее вращения, удди- нители размещены относительно друг . друга с совпадением осей их наружных цилиндрических поверхностей, а смещение осей наружных и внутренних поверхностей определяется по следующей зависимости;

а ,

R

где RH - радиус торца породоразрушающего инструмента, м; R - радиус наружной цилиндри™ ческой поверхности удлинителя , м;

г - радиус внутренней цилиндрической поверхности удлинителя .

.Si

Фаз. 4f

Изобретение относится к техноло-. гни и технике бурения скважин и позволяет уменьшить износ и вибрации за счет динамической самоцентрации ко- лонньг при высоких частотах ее вращения. Колонна содержит установленные в ее нижней части один под другим удлинители (У) 2, оси 4, 5, внутренние цилиндрические поверхности (ЦП) которых расположены по одной прямой и смещены относительно осей наружных ЦП. Причем У 2 размещены один относительно другого с совпадением осей 5 их наружных ЦП. Смещение о| осей 4, 5 наружных и внутренних ЦП определяется по следующей зависимости: о{ - t(R и -R) ( J/R, где R „ - радиус торца породоразрушающего инструмента 3 колонны, м; R - радиус наружной ЦП, м; г - радиус внутренней ЦП, м. При вращении колонны в точке контакта У 2 со стенкой скважины возникает сила трения. Она достигает величины, когда начинается качение У 2 по стенке скважины. Качение происходит только до поворота сечения У 2 вокруг оси 5 своей наружной ЦП на угол 180. Дальнейшее вращение продолжается вокруг оси скважины и вокруг центра тяжести. 5 ил. ел Од со со го ua f

&.3