Турбобур Советский патент 1991 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к турбобу- рам для бурения нефтяных и газовых скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения за счет снижения гидравлических колебаний.

На фиг.1 представлен турбобур с установленной заглушкой, продольный разрез; на фиг.2 - то же, без заглушки} на фиг.З - схема мощностей по секциям.

Турбобур представлен в трехсекци- онном исполнении. Первая секция 1 имеет полый вал 2. Вторая секция 3 также имеет полый вал 4. Третья секция 5 имеет сплошной вал 6. Штуциро- вание жидкости в полые валы и ия них показано условно в виде специальных отводов 7 и 8 в первой и второй секциях. Распределение потоков жидкостей показано, если верх полого вала 2 первой секции J будет закрыт заглушкой 9. На фиг. 2 покатано распределение потоков жидкости, если заглушка 9 не будет установлен на верхнем валу в первой секции.

В зависимости от условий бурения скважин (тип породы, тип долот л, необходимость тщательной очистки а- боя и т.п.) может применяться Tvpflo%

31582718

бур с. перетоком жидкости черст полый вал только второй секции или турбобур с пео етоком жидкости по полым ва-1 ам первой и второй секций аличис канала между секциями обеспечивает снижение интенсивности гидравлических колебаний в самом турбобуре, которые вознккапт в процессе буренияt Характеристики секций турбобура различные со смещением максимумов мощностей относительно числа оборотов, при которых они достигаются

Рассмотрим з качества призера тр-ехсекцьонный турбобур, ТПчедпагаеч- ся трехсекционный турбобур, у котооо- го максимумы мощности каждой секция смещены относительно tsiaKcsmyNa мощности другой за разделечия потока в псовой секции по турбинкам пер- дои секции 1 и по полому вал 2; разделения потока so второй секции 3 с одновременным дополнителен IM вводом в нее жидкости яз полого вала ;рсо ождешш РСО.ГС потока через третью секцию 5„

С-хем мощностей по сикцкч б/дет т i лдепъ следуказ -ч обтазон чг.З :. На - больше, могц слтъ у .ей секции 5 , п колько меньше у секщш 3 д при Hj, меньшая мо шостг будет у пер- вой сек ъм 1 N., not n)0 В рззуль- гате суммарная мошгость о максимуму будет складываться из трех точек - маесимумоБ отделтьяых секций,

У суммарной кривой ьощнссчп из максимуме образуется определиячьи участок-площадка, на котором при работе турбобура будет устойчивая его работы, а канал а валу бу- ДРТ выполнять функцию байпасз, обес- печивагошего перераспределение прокачиваемой жидкости. Особенно что важно при работе близко от тормозного режима.

Исполнение прадлЬженного турбобура не вызывает особы затруднений„ Две секции i и 3 собираются с то,иы мх вагами 2 и Ј „ Между -ервой u BT-J рой5 второй и третьей се цияки уста- кавливаются насадкь ДЛ неиепускь жьд. кости. Р1асадт и могут быть смскиыми из расчета необходимое двчга паксг- умов точ°к мощно 1ей отцельнь х сок- IJHS I турбобуоа.

При г1гполь пч1нии в MFO го секционном турбобуре се -ций с ра-зкы- и хя- рачтеристиками brcaj;

см« 7ДС г , нес™

N.

У1

45

30

ус жи ва

на ни ся

гд

гд

г-i о

чэ г ъ «е те ту

об

Ф

вк пу ни ч по ;ч ш is-а с 4. че ло пе се

ч де

4

устанавливать такими, чтобы расход жидкости на каждую секцию обеспечивал максимум ее мощности.

В турбобуре с одинаковыми турбинами во всех секциях площади сечений отверстий часадок устанавливаются в соответствии с формулой

f

.-Д..

СОТ

-количество жидкости, прока- качкваемой через насадки}

-коэффициент расхода;

-перепад давления на насадках,

грехсе сционного турбобура

, 4Pa

+ - - -«

df.

1

5

0

где If и fj.

соответственно площади сечений отверстий насадок нме первой и второй секций йР и аР-з перепад давления соответ(.твенчо в первой цик и суммарный перепад давпенчя в первой и второй секциях.

Таи как чисть жидкости проходит е- чэрез полый вал, то гЗР, срабатывае- г ъгй на турбобуре, может быть увели-11 , «ен за счет увеличения q а следовательно, возрастает общая мощность турбобура,

Пуь всех равных условиях число оборотов турбобура будет уменьшенным.

Формула изобретения

i. Турбобур, содержащий секции, включающие установленные внутри корпуса турбины с валами и узел разделения потока рабочего -агента, о т л и- чающийся TeMj, что, с целью повышения эффективности бурения за ;чет снижения гидравлических колеба- ок снабжен сменными насадками, is-алы секций шполкега полыми, а с эг-тпые насадки установлены в нюшей 4...CTF валов с возможностью гидравлического -зобщения полости вала с подлостью турбины, тфк этом на валу перхней секций выполнено посадсч гое седло под сбрасьБаемую заглушку«,

2„ Турбобур по п.i. о т л и ч а- ч щ и и с я тек, что, с г&шыо под- держания оптимальной работы

секций турбобура, соотношение площади поперечных сечений отверстий каждых вышерасположенных насадок и площади поперечных сечений отверстий каждых нижележащих насадок выбирается из выражения

fl

f.

+ 42

Л

582718

где Г,

г„ dP.

JP,

поперечных сечений отверстий выюерагиопояенных смежных касадок; площадь поперечных течений отверстий нкт-грасголояенных сметных насадок;

- перепад давлекия в вышележащей секции

-/суммаргий перепад давления 1в вышелекащей и нижележащей секциях.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовьГх скважин. Цель - повышение эффективности бурения за счет снижения гидравлических колебаний. Турбобур содержит секции 1, 3,5, включающие установленные внутри корпуса турбины с валами 2 и 4 и узел разделения потока рабочего агента. Турбобур имеет сменные насадки, установленные в нижней части валов 2 и 6 с возможностью jидрав- лнческого сообщения полости вала с полостью турбины. На вллу верхней секции выполнено посадочное седло под сбрасываемую чяглутку 9. Для поддержания оптимальной работы верхних секций турбобура соотношение площади попереч гых сечений отверстий каждых вышерагположенных насадок и площади поперечных сечений отперстий каждых нижележащих насадок выбирает- гя из математического выражения. Насадки могут быть сменными нч расчета необходимости сдвига максимумов точек мощностей отдельных секций турбобура. При использовании в много- секционном турбобуре секций с разными характеристиками турбин насадки можно устанавливать такими, чтобы расход жидкости на каждую секцию обеспечивал максимум ее мощности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Ф1Я.1

Яа.1

Фиъ.Э

Составитель А. Хромин Редактор 3. Ходакова Техред Л.Олийнык Корректор С. Шевкун

Заказ 3731

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям И открытиям при ГКОТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская, наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент,, г. Ужгород, Л. Гагарина,

пг пг пз п

Подписное