Устройство для бурения скважин Советский патент 1976 года по МПК E21B5/00 

Изобретение относится к устройствам для бурения нефтяных и газовых скважин, погруженными забойными двигателями.

Известно устройство для бурения скважин, содержащее долото, включающее корпус с шарошками, лопасти с насадками и забойный двигатель, включающий корпус и вал.

Предлагаемое устройство отличается тем, что оно снабжено жестко скрепленным с корпусом долота цилиндром с размешенным в его внутренней полости к жестко скрепленным с валом турбобура плунжерокь ударником с выступом и каналами, которые связывают подплунжерную полость с гидравлическими насадками долота и внутренней полостью забойного двигателя. При этом верхний торец цилиндра взаимодействует с выступом плунжера-ударника через храповую муфту, а корпус полота связан шлицевым соединением с корпусом забойного двигателя.

вая полость гидравлически сообщена с подплунжерной полостью.

Указанные отличия устройства позволят повысить эффективность бурения. На фиг.1 показан продольный разрез

долота в момент когда ударник-плунжер совершает акт всасывания; на фиг.2 - то же, в момент начала нагнетания ударнн- ка-плунжера,

К корпусу 1 на резьбе присоединяется

переводник 2 с приваренными к нему лапами 3 и шарощками 4, а также массивная лопасть 5, которая пересекает центр долота между щарошками. Внутри корпуса 1 помещается ударник-плунжер ; 6, который присоединяется на резьбе к валу турбобура. Лопасть 5 снабжен, насадками 7 и подвижными зубками 8, хвостовики 9 которых выполнены в виде плунжера и вставлены в

гнезда 10. К корпусу 1 на резьбе присоединяется направляющая 11, имеющая сверление 12. Ударник-плунжер 6 размещен в присоединенном на резьбе к корпусу 1 цилиндре 13, который имеет сверление 14. ние 15. С осевым сверлением 15 сообщаю ся боковые сверления: верхнее 16 и нижн 17. Между поверкиостями цилиндра 13 и лопастью 5 образуется гидрокамера 18. Насадки 7 с гидрокамерой 18 соединяютс сверлениями 19. Гнезда 10 сообиаются с гидрокаме1Х й 18 сверлениями 20. ; Ударник-пл й кер ; 6 контактирует с торцом цилиндра 13 через кулачки храповой полумуфты 21, которая оканчйвается на максимальном подъеме уступом 22 на удаенике-плунжере 6 и таким же усту. пом кулачка храповой муфты 23 на шшннД ре 13. Между поверхностями цилиндра 13 и ударника-плунжера 6 образуется нижняя рабочая камера 24, а между поверхностями направляющей 11, ударника - плунжера 6, цилиндра 13 образуется верхняя рабочая камера 25, соединяющаяся с осевым сверлением 15 сверлением 26. / Корпус 1 связан посредством шлицев 27 с переводником 28, который, в свою.очередь, присоединяется на резьбе к корпусу турбобура. Насадки 7 вставлены в гнезда 29. Для прохода основного потока промывочной жидкости в корпусе 1 имеются каналы 30. Применены уплотнения 31. Ударник - плунжер 6 вращается валом турбобура по стрелке Б. Вес бурильных труб передается через вал турбобура, удар ник-плунжер - б, цилиндр 13, корпус 1, переводник 2 на шарошки 4. Корпус 1 вращается по стрелке А через переводник 28 и корпус турбобура ротором или редукто1эным турбобуром с числом оборотов меньшим, чем число оборотов ударника-плунжера 6, вращаемого валом обычного турбобура. Подъем ударника-плунжера, вала и корпуса обычного турбобура относительно корпуса 1 определяется контактом ударника-плунжера с торцом цилиндра 13 по одновитковой винтовой дорожке храповой полумуфты 21 и разницей окружных ско ростей ударника-плунжера . 6 и корпуса 1 При подъеме ударника-плунжера 6 дополнительно сжимается колонна бурильных труб, которая начинает играть роль пружины (при этом нагрузка на долото, по сравнению с первоначальной, возрастает). Акт всасывания промывочной жидкости в верхнкз 25 и нижнюю 24 рабочие камеры начин1а тся (см.фиг. с момента совмешени сверления 12 в направляющей 11 с сверлением 16 в ударнике-плунжере 6. рабочих камер начинается тогда, когда ударник-плунжер 6 поднимаете я по винтовой дорожке хг аповой попумуфты 21 и начинает соскакивать с уступа кулачка хр&повой 23 цилиндра 13 (см.фиг.2. Сверления 12 я 16 в этот момент разобщены, а сверления 17 и 14 сообщаются. Ударник-плунжер j 6 совершает воэозвратно-поступательное движение, произгздя поочередно всасывание, нагнетание, всасывание н т.д. Длина хода ; ударника-Ълунжёра опр&Деляется высотой уступа о дновитковой винтовой дорожки храповой полумуфты 21 и может меняться конструктивно. Поскольку бурильная колонна играет роль пружины, то она с силой, создаваемой сжатой частью колонны бурильных труб при подъезде ударника-плунжера f- 6, ударяет по жидкости, находящейся в верхней 25 и нижней 24 рабочих камерах, и с большой скоростью вытесняет ее из этих камер в гидрокамеру 18 и далее через сверление 19 и гнезда 29 в насадки 7. За счет перепада давления в насадкахi в момент акта нагнетания на подвижные зу ки 8 будет действовать импульсная нагрузка, которая заставит зубки 8 внедряться в породу. Если сопротивление породы велико, то зубки 8 будут загоняться обратно в лопасть. Формула изобретения 1.Устройство для бурения скважин, содержащее долото, включающее корпус с щарошками, лопасти с насадками и забойный двигатель, включающий корпус и вал, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения, оно снаб жено жестко скрепленным с корпусом долота цилиндром с размещенным в его внутренней полости и жестко скрепленным с валом турбобура плунжером-ударником г с выступом и каналами, связывающими подплунжер|ную полость с гидравлическими насадками i долота и внутренней полостью забойного двигателя, причем верхний торец цилиндра взаимодействует с выступом плунжераударника через храповую муфту, а корпус долота связан шлидевым соединением с корпусом забойного двигателя. 2.Устройство по П.1, о т л и.ч а ющ е е с я тем, что лопасть долота выполнена с выточкой, в которой размещены зубки, скрепленные с поршнем, причем подпоршневая полость гидравлически сообщена с подплунжерной полостью.