Реактивно-турбинный бур Советский патент 1990 года по МПК E21D1/06 

Изобретение относится к бурению стволов скважин большого диаметра турбобурами и долотами малых диаметров .

Цель изобретения - повышение надежности бура в работе за счет повышения быстродействия его регуляторов.

На фиг.1 изображена принципиальная схема реактивно-турбинного бура} на фиг.2 - характеристика турбины турбобура; на фиг.З - характеристика турбины регулятора потока промывочной жидкости.

Реактивно-турбинный бур (фиг.1) состоит из полой траверсы 1, в которую поступает подаваемая насосами жидкость. К траверсе 1 присоединено несколько турбобуров 2, гидравлически связанных между собой с помощью полости траверсы. К валам турбобуров 2 привернуты буровые долота 3, кото-, рыми осуществляется разбуривание всей площади забоя. Количество турбобуров в агрегате зависит от диаметра ствола скважины и диаметра используемых долот,, Нагрузка на долото осуществляется массой грузов 4 через опорную траверсу 5 и бурты ниппелей 6 турбобуров. В каждом турбобуре установлены ступени энергетических турСЛ

оо ел со

CD

vj

бин 7 нормального типа, характеристика которых изображена на фиг.2, и последовательно с ними регулятор потока жидкости в виде турбины 8, срабатываемое давление которой при постоянном расходе промывочной жидкости уменьшается с увеличением осевой нагрузки на буровом долоте (фиг.З)

Количество ступеней турбины регу- лятора потока составляет не менее половины общего количества ступеней обеих турбин.

В зависимости от условий бурения возможен вариант установки в турбобуре только ступеней турбин регулятора потока. В этом варианте регулятор будет выполнять функции энергетической турбины.

Реактивно-турбинный бур работает следующим образом.

На бурильных трубах бур опускают к забою скважины и включают подачу буровой,жидкости, которая равномерно распределяется через внутреннюю по- лость траверсы 1 по всем турбобурам 2 и приводит во вращение долота 3. В процессе бурения осевая нагрузка на долото каждого турбобура разная и постоянно меняется. Меняется и частота их вращения. При перегрузке того или иного турбобура и снижении, частоты его вращения давление в регулирующих турбинах 8 и. следовательно, и турбобуре будет падать (фиг.З), а так как напорные полости всех тур бобуров гидравлически сообщаются друг с другом посредством полости траверсы, то в турбобур со сниженным давлением будет поступать дополни

,

JQj

20

25 30

35

тельное количество жидкости за счет перераспределения жидкости между турбобурами в соответствии с их загрузкой. С увеличением количества жидкости, поступающей в заторможенный турбобур, пропорционально кубу расхода жидкости увеличится и мощность турбобура, и он выйдет на рабочий режим работы. Такое перераспределение мощности между турбобурами будет происходит постоянно в процессе -бурения, что обеспечит работу каждого турбобура в соответствии с его загрузкой.

Формула изобретения

Реактивно-турбинный бур, включающий закрепленные на траверсе и гидравлически связанные между собой турбобуры со ступенчатыми турбинами, регуляторы потока промывочной жидкости, установленные на валу турбины каждого турбобура, и буровые долота, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности бура в работе за счет повышения быстродействия регуляторов, каждый регулятор потока выполнен в виде дополнительной турбины, срабатываемое давление которой при постоянном расходе промывочной жидкости уменьшается с увеличением осевой нагрузки на буровом долоте, при этом турбины турбобура и регулятора потока установлены последовательно, а число ступеней турбины регулятора потока составляет не менее половины общего числа «ступеней обеих турбин.

Изобретение относится к бурению стволов скважин большего диаметра. Цель - повышение надежности бура в работе за счет повышения быстродействия регуляторов реактивно-турбинного бура. Он состоит из турбобуров (ТБ) 2, присоединенных к полой траверсе (Т) 1 и гидравлически связанных между собой с помощью полости Т 1. К валам ТБ 2 присоединены буровые долота 3. Нагрузка на долото 3 осуществляется массой грузов 4 через Т 5 и бурты ниппелей 6 ТБ 2. В каждом ТБ 2 установлены ступени турбин 7 и последовательно с ними регулятор потока жидкости. Последний выполнен в виде дополнительной турбины 8. Число ступеней турбины 8 составляет не менее половины общего числа ступеней обеих турбин 7, 8. Турбины 7, 8 установлены последовательно. За счет того, что ТБ 2 гидравлически сообщены между собой, происходит перераспределение жидкости между ТБ 2 в соответствии с их загрузкой. В зависимости от условий бурения возможен вариант установки в ТБ 2 только ступеней турбин 8. 3 ил.

Характере/пика энергетической aiypift/нь/ p- давленое, срабатываемое турбиной И- мощность турбины h-гастота Вращения 8ала турбины

Физ.г

Характеристика регулирующей турйины Р- даВление срадатываемое турбины N мощность турйины

п- частото вращения тур fun

Фиг.З