Изобретение относится к турбинному
бурению.
Цель изобретения - обеспечение оперативной передачи информации о величине крутящего момента по беспроводному каналу связи с забоя на поверхность для поддержания оптимального режима бурения при применении секционного турбобура.
На фиг. 1 изображен турбобур, продольный разрез; на фиг. 2 - соединительный вал нижней секции турбобура, вид сверху: на фиг. 3 - соединительный вал нижней секции турбобура при перекрытом посредством выступа соединительного вала верхней секции турбобура одного из звукопоглощающего отверстия резонансной камеры, вид сверху; на фиг. 4 - спектограмма с. поглощенными
частотами.
Турбобур состоит из корпуса 1, секции турбин (не показаны), верхний 2 и нижний 3 соединительные валы, которые связаны между собой калиброванной цилиндрической пружиной 4, акустические резонаторы 5 с различной собственной частотой, включающий резонансные камеры 6 различного объема, звукопоглощающие горла 7 различной длины и размещенные на торце вала J звукопоглощающие отверстия 8. Соединительный вал 2 выполнен с торцовым выступом 9 для перекрытия звукопоглощающих отверстий акустических резонаторов. Между корпусом 1 и валами 2 и 3 имеется канал 10 для прохода бурового раствора. Между валами 2 и 3 размещена шаровая опора 11.
Турбобур работает следующим обраом.
в исходном положении, когда турботур находится над забоем, все звукопоглощающие отверстия 8 акустических резонаторов перекрыты торцовым выступом 9 соедини- тельного вала 2. При подаче рабочего агента приводится во вращение секция турбобура и возникает звуковая вибрация, спектрограмма которой для турбобура изображена на фиг. 4а. На спектограмме отсутствуют поглощенные частоты.
0
5
При опускании турбобура на забой создается осевая нагрузка на долото и одновременно появляется крутящий момент на долоте, приводящий к проворачиванию валов 2 и 3 относительно друг друга и скручивания пружины 4. При этом выступ 9 вала 2 открывает часть звукопоглощающих отверстий.
На фиг. 46 приведена спектрограмма при крутящем моменте Мкр 357 Нм при открытом звукопоглощающем отверстии акустического резонатора с собственной частотой 700 Гц, на которой показана поглощенная частота fi 700 Гц.
При увеличении нагрузки на долото увеличивается угол скручивания пружины 2, что приводит к открытию остальных звукопоглощающих отверстий.
На фиг. 4в приведена спектрограмма 0 для вращающего момента 1400 Нм, на которой показана поглощенные частоты fi - 700 Гц, f2 800 Гц, f3 900 Гц и f4 ЮОО Гц соответственно при четырех открытых звукопоглощающих отверстий акустических 25 резонаторов с соответствующей собственной частотой..
Предлагаемая конструкция турбоЬура . позволяет оперативно передать значение величины крутящего момента по беспроводному каналу связи с забоя на поверхность для поддержания оптимального режима бурения, особенно для кустового направленного бурения глубоких скважин. Формула изобретения Турбобур, содержащий корпус, турбинь и акустические резонаторы с различной собственной частотой, выполненные со звукопоглощающими отверстиями, отличающийся тем, что, с целью обеспечения оперативной передачи информации о величине крутящего момента по беспроводному каналу связи с забоя на поверхность дл.я поддержания оптимального режима бурения при применении секционного турбобура валы последнего соединены между собой калиброванной пружиной, а звукопоглощающие отверстия акустических резона30
35
40
45
8
Изобретение касается бурения нефтяных и газовых скважин турбобурами (ТБ). ЦЕЛЬ - ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПЕРАТИВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ О ВЕЛИЧИНЕ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ПО БЕСПРОВОДНОМУ КАНАЛУ СВЯЗИ С ЗАБОЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА БУРЕНИЯ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ СЕКЦИОННОГО ТБ. В КОРПУСЕ 1 ТБ размещены соединительные валы 2 и 3 секций турбин, связанные между собой пружиной 4, и акустические резонаторы 5. Последние выполнены с различной собственной частотой и включают резонансные камеры 6 различного объема, звукопоглощающие горла 7 и размещенные на торце вала 3 звукопоглощающие отверстия 8. Вал 2 выполнен с торцовым выступом (ТВ) 9 для перекрытия звукопоглощающих отверстий. В исходном положении, когда ТБ находится над забоем, звукопоглощающие отверстия перекрыты ТВ 9. ПРИ ОПУСКАНИИ ТБ на забой возникает крутящий момент на долоте, приводящий к проворачиванию валов 2 и 3 относительно друг друга, а ТВ 9 открывает звукопоглощающие отверстия. При этом поглощаются частоты, равные собственным частотам резонаторов 5, и по поглощенным частотам определяют на поверхности величину крутящего момента. 4 ил.
