Буровой став Советский патент 1992 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровому инструменту.

Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет снижения сопротивления моменту вращения и крутильных колебаний бурового става,

На фиг.1 представлен общий вид бурового става с долотом, изображены стенки скважины и частицы шлама, расположенные в затрубном пространстве; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез В-Б на фиг.1.

Буровой став содержит штанги 1 с ниппельными и муфтовыми резьбами 2, 3, породоразрушающий наконечник (например, шарошечное долото).

На штангах 1 выполнены два участка 5, на которых расположены друг под другом участки с прорезями в виде плоскопараллельных поверхностей 6, смещенные в окружном направлении на 90° соответственно на верхнем и нижнем участках,,

Поверхности 6 образуют с телом .. штанги ребро 7 диаметральный размер которых, соответственно, совпадает с диаметром тела штанги на участке 5.

На участке 5 имеются сверху и снизу кольцевые проточки 8, диаметр которых равен расстоянию L между диаметрально противоположными плоскостями 6 прорезей, причем сечение проточек имеет трапециевидное сечение с бортовыми наклонными плоскостями 9 и 10.

Диаметр штанги на участке расположения прорезей П„р выбирают из выраже

ния

D

пр

°ыт РДол- Ршт

где D т - диаметр буровой птанги;

диёметр долота. Размерное соотношение D гтр - обес- печивает деформацию частиц шлама на величину, равную «1,5 ее максимального размера (по которому произошло расклинивание), что обеспечивает надежное дробление шлама с различными физико-механическими свойствами.

Свинчивание бурового става осуществляется вращением шпинделя, в который завинчена ведущая штанга ниппельной резьбой, при этом штанга на устье скважины, с которой свинчивается ведущая штанга, фиксируется относительно нижней рамы станка при помощи ключей, вводимых во вторую прорезь от ее ниппельного конца, при этом фиксирующий ключ рамы выполняет функцию по удержанию висящего става в скважине.

Развинчивание бурового става осуществляется обратным вращением шпинделя, в который завинчена первая (ведущая) штанга, при этом ниппельная резьба первой (ведущей) штанги, которая свинчена со шпинделем, фиксируется от разворота относительно шпинделя ключом, вводимым в первую прорезь от ниппельного конца, а последующая штанга фиксируется относительно станка при помощи ключей, вводимых во вторые прорези от ниппельной резь- 6k..

Процесс бурения происходит следующим образом.

Плоская частица шлама 11 под дей- , станем восходящего потока промывочного агента поднимается вверх по затруб- ному пространству 12, которое образовано стенкой скважины и стенкой става.

Частица шлама 11, попадая в зат- JQ рубное пространство 13, образованное стенкой скважины и плоскостью 6 прорези, может поменять свою перчоначаль- ную ориентацию и расклиниться, заняв Левое положение И.

15 Плоскость 6, поворачиваясь, набегает на расклиненную частицу 11, , деформируя ее силой Р от первоначального размера 1 на величину расстояния l от соприкосновения

0

5

0

5

0

45

частицы шлама с плоскостью прорези до траектории, описываемой ребром 7, образованным плоскостью прорези и телом штанги при набегании на частицу шлама (траектория ребра 7 изображена пунктиром).

Рлзмер I, а следовательно, и ра- ботл, затраченная на сжатие частицы, от величины диаметра штанги на участке расположения прорези Прр. Чем .ньше диаметр Ппрi тем меньше рабо i, затрачиваемая на сжатие и разрушение частицы шлама, тем меньше мощность, затрачиваемая на вращение штанги в скважине.

Испытывая сжимающую силу Р, шламовая частица 11, 1 разрушается на более мелкие 15, которые продолжают движение вверх с потоком промывочного агента.

Встречая уступ 16 на корпусе штанги, образованный плоскостью прорези . и телом штанги над и под последней, частицы 15 соударяются с ним, причем часть из них проходит в затруОное пространство, а часть из-за неблагоприятной ориентировки задерживается под уступом, накладываются друг на друга, создавая шламовые образования 17.

В этой зоне шламовые частицы прокачиваются по стенкам скважины под воздействием контакта с бортовыми наклонными плоскостями 9 и 10 проточки 8, измельчаются, приобретают благоприятную ориентировку и соскальзывают в затрубное пространство к устью скважины .

Использование бурового става позволяет уменьшить сопротивление моменту вращения бурового става и, еледовательно, затраты электроэнергии, а также уменьшить крутильные колебания и продлить срок службы бурового оборудования и инструмента.

Формула изобретения

1. Буровой став, включающий долото и связанные с ними штанги, содержащие ниппельные и муфтовые соединительные элементы, и расположенные друг под другом со смещением в окружном направлении на 90 участки с прорезями под ключ в виде плоско параллельных поверхностей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет снижения сопротивления моменту вращения и крутильных колебаний бурового става,

нг участках расположения прорезей под ключ сверху и снизу выполнены кольцевые проточки диаметром, равным расстоянию между плоскостями прорезей под ключ, а диаметр штанги на участке расположения прорезей под ключ выбирается из соотношения

П п - DA°A - РЫГ пр uur 2

где П„р - диаметр штанги на участке

расположения прорезей; РЫТ Лиаметр штанги; Пдои- диаметр долота. 2. Буровой став по п.1, отличающимся тем, что кольцевые проточки имеют трапециевидное сечеч ние.

Изобретение относится к горной пром-сти, в частности к буровому инструменту,, Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет снижения сопротивления момента вращения и крутильных колебаний бурового става. Буровой став содержит долото, штанги с подсоединительиыми элементами - ниппеле на одном конце и муфтой на другом, расположенные друг под другом со смещением в окружном направлении / прорези под ключ с плоскопараллельными поверхностями, и кольцевые проточки трапециевидного сечения сверху и снизу на участке прорезей. Диаметр проточек равен расстоянию между плоскостями прорезей, а диаметр Пыт штанги на участке расположения прорезей выбирается из соотношения: П Пр пыт(пАол- Пшт)/2, где Пыг - диаметр штанги; диаметр долота. При разрушении шламовых частиц плоскостью прорези уменьшена величина сжатия частицы шлама и, следовательно, уменьшены энергозатраты на ипащение штанги и ее крутигьные колебания. Плоские частицы породы, пооходя в затрубном пространстве и попадая в полость, образованную стенкой сквачины и плоскостной прорезью, меняют свою ориентировку и расклиниваются. Плоскость прорези и тело штанги на ее участке, набегая на частицу породы, сжимает ее и разрушает на мелкие, которые в случае задержки на уступе, обпазо- ванном на корпусе плоскостной про резью и кольцевой проточкой, подвергаются в основном самодроблению, приобретают благоприятную ориентацию и проходят в затрубнос; пр.т.тпангтво к устью скважины. 1 з.п.ф-пы, 3 ил. § (Л СЛ СП 4

Z3 15

1В

Фиг. 1

А- А

Фиг, 2

6-5

фиг.З