Устройство для электробурения скважин Советский патент 1990 года по МПК E21B45/00 E21B4/04 

Изобретение относится к горной промьгшпепности, а именно к бурению сквалсин при поморц забойных двигателей.

Целью, изобретения является повы- шение надежности электропитания элек тробура за счет исключения кабельных линий электропередачи.

На чертеже изображена схема разме щения блоков устройства и их взаимосвязей.

Крутяпцдй момент на породоразрушаю щем инструменте 1 создается электробуром 2, ротор которого жестко сое- динен с первым или имеет устройства дискретного увеличения крутящего момента при одновременном снижении скорости вращения - редукторные вставки (не показаны). Зажимы статорной обмотки электробура 2 подключены к блоку 3 управления, в состав которого входят моментомер, трансформатор тока для питания цепей управления, коммутирующие элементы, выпрямитель, токовая защита генератора от короткого замыкания потребителя - электро- бура и регулятор вoзбyж eния.

Блок 3 управления может быть механически жестко или посредством разъемного соединения связан с корпусом электробура 2. Выход блока 3 управления подключен также к обмотке возбуждения электрогенератора 4 (в случае вьтолнения-последнего с самовозбу7кдением) или к обмотке возбуждения возбудителя 5 (в случае применения электрогенератора 4 с электромашинным возбудителем 5).

Элект)огенератор 4, возбудитель 5 и турбинные секции турбобура 6 размещены в скважине соосно непосредственно над электробуром 2, Ро- торы электрогенератора 4, тур бинных секций турбобура 6 и возбудителя 5 расположены на одЦом валу 7.

Турбинныб сек1щи турбобура 6 являются приводным двигателем электрогенератора 4 и предназначены дпя пре- образоваш1Я кинетической энергии бу-( рового раствора 8 в энергию вращё- ния ротора электрогенератора 4 и возбудителя 5, .

Устройство для электробурения скважин работает следующим образом.

Буровой раствор 8, поступая в турбинные секции турбобура 6, разгоняет его ротор, вращение которого че- рез вал 7 передается на ротор возбудителя 5 и электрогенератора 4. Последний вьфабатывает переменный электрический ток необходимого нап- ряжения U/1/M p, который подается через блок 3 управления на электродвигатель электробура 2, приводя в движение его ротор и соответственно породоразрушаюпщй инструмент 1 (долото шарошечное, лопастное, колонковое и др.) .

При бурении породы постоянной твердости электробур 2 потребляет оределенное количество электроэнергии, величина которой определяется из условия эффективного породораз- рушения и в конечном итоге зависит от давления бурового раствора 8 на входе турбобура 6.

При переходе породоразрушающего инструмента 1 к породам повышенной твердости для эад)ективного породо- разрушения крутящий момент необходимо снизить и увеличить частоту вращения инструмента. При этом регулятор напряжения блока 3 управления в цепи возбуждения возбудителя 5, в отрицательную обратную связь которого включен моментомер, увеличивает ток возбуждения электрогенератора 4 что приводит к увеличению напряжения питания электробура 2 и повышению скорости вращения его двигателя в случае вьтолнения его асинхронным или постоянного тока.

При переходе к более мягким, породам необходимо снизить скорость вращения породоразрушающего инструмента 1 с одновременным увеличе1щем крутящего момента. Для этого необходимо снизить напряжение питания электробура с обеспечением необходимой мощности породоразрушения. При этом регулятор возбуждения в блоке 3 управления обратно пропорционально реагирует на изменение момента и С1шжает напряжение возбуждения возбудителя 5 и соответственно ток возбуждения электрогенератора 4. Скорость вращения двигателя (асинхронного или постоянного тока) пропорционально уменьшается.

Применение устройства для электробурения скважин позволяет повысить надежность электропитания электр.обу- ра и осуществить оперативное управление режимом работы электродвигателя при изменении твердости разбуриваемых пород.

Формула изобретения

Устройство для электробурения сквалшн, содержащее приводной двига/ тепь, на валу которого расположены, возбудитель и электрогенератор, вы-, ход которого соединен с входе блока управления с регулятором возбуждения, при этом выходы блока управления подключены соответственно к электробуру и к входу возбудителя, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности электропитания

15

я

1585505

электробура за счет исключения кабельных линий электропередачи, при-; водной двигатель вьшолнен в виде турбинных секций турбобура и расположен совместно с возбудителем, электрогенератором и блоком управления непосредственно над электробуром, соосно с ним, причем блок управления снабжен закрепленным на валу электробура момеитомером, включенным в ; отрицательную обратную связь регулятора возбуждения.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения скважин при помощи забойных двигателей. Цель - повышение надежности электропитания электробура за счет исключения кабельных линий электропередачи. Для этого приводной двигатель (ПД) выполнен в виде турбинных секций турбобура 6. На валу 7 ПД расположены возбудитель 5 и электрогенератор (ЭГ) 4, выход которого соединен с входом блока управления (БУ) 3 с регулятором возбуждения. Выходы БУ 3 подключены соответственно к электробуру 2 и к входу возбудителя 5. При этом ПД вместе с возбудителем 5, ЭГ 4 и БУ 3 расположены непосредственно над электробуром 2. На валу электробура 2 закреплен моментомер, включенный в отрицательную обратную связь регулятора возбуждения БУ 3. При бурении пород повышенной твердости регулятор напряжения БУ 3 в цепи возбуждения возбудителя 5 увеличивает ток возбуждения ЭГ 4. Напряжение питания электробура 2 увеличится и повысится скорость вращения ПД. При переходе к более мягким породам напряжение возбуждения возбудителя 5 снижается, снижается соответственно и ток возбуждения ЭГ 4, пропорционально уменьшается и скорость ПД. 1 ил.