Устройство для бурения скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B7/00 

Изобретение относится к устройствам для буровой техники. Известно устройство для бурения ;. скважин, в котором в колонне бурильных труб установлен отражатель упругих колебаний, распрострешяющихся по жидкости IlJ Однако устройство, предусматривает отражение упругих колебаний в потоке промывочной жидкости только на фиксированной частоте. Известно также устройство для бурен горных пород, включающее буровую головку генератор звуковой частоты в промывочно жидкости и резонатор, настроенный на частоту звукового генератс а C2j. Недостаток устройства заключается в том, что оно предусматривает отражение упругих колебаний в потоке промывочной жидкости только на фиксированной частоте и, кроме того, не учитывает сложного нелинейного взаимодействия системы забойный двигательдолото - горная порода. Цель изобретения - повышение эффективности бурения путем расширения спектра отраженных упругих колебаний в промывочной жидкости в процессе бурения. Указанная цель достигается тем, что резонатор выполнен в виде пластины со сквозными отверстиями разных диаметров, причем пластина установлена между инструментом и колонной. На фиг. 1 показано устройство для бурения скважину на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство для бурення скважин включает породора ушающий инструмент 1, забойный двигатель 2, колонку буриль11ых труб 3 и Ш1фокрполосный резонатор упругих колебаний, установленный между породс а рушающим инструментом и колонкой бурильных труб. Резонатор выполнен в виде пластины 4 со сквозными стверстиами 5 разных диаметров, причем диаметры сквозных отверстий опредолянэтся для различных частотных диапазонов на управления

e-iA R 1 4.f

Г -fy/t - jr«

где f плотность промывочного носителя, г/см ,

соответственно нижняя и верхняя частоты полосы усиления упругих колебаний, Ги1

«cW,

-коэффициент усиления;

толщина диска, см; А| - коэффициент, г/смЧ с. Расстояние между центрами сквозных отверстий определяется из уравнения

Ifpc

.d-R.

где А /j коэффициент, г/см с.

Диск может быть выполнен ступенчатым с переменным шагом внутрешгего и наружного диаметра, иэмене1ше шага пропорционально, четверти дли1Ш1 волны ynpjTHx колебаний в промывочной жидкости. Сквозные отверстия 5 в диске могут быть расположены относительно осевой линии скважины параллельно или

под заданным углом.

В процессе бурения скважины отражен ные от забоя упругие кшебания распространяются в потоке промывочной ,жидкости и, замыкаюсь на резонаторе 4 усиливаются с коэффициентом усиления 1 в широкой полосе частот. Af, сойнадающой с собственными частотами резонЭ

тора. Полоса частот резонатора, при которой достигается максимум концентрации энергии упругих колебаний, обеспечивается за счет соответствующего

выбора площади поперечного сечения сквозных отверстий (диаметром 4 ), толщины диска t к акустической проводимости сквозного отверстия.

При резонировании упругие ксшебания

в промывочной жликости концентрируются на забое скважины, что обеспечивает более эффективное использование энергии упругих колебаний, идущей на разрушение горных пород,

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин,

включающее бурильную колонну, порояоразрушающий {шструмент и резонатор, расположенньсй в канале для подвода промывочной жидкости, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целыо повышения

эффективности бурения путем расширения спектра отраженных упругих колебаний в промывочной жидкости в процессе бурения, резонатор выполнен в виде пластины со сквозными отверстиями разных диаметров причем пластина установлена между инструментом и колонной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №505785, кл. Б 21 В 7/ОО, 197О.

2. Патент ФРГ N 23О1194, кл. Е 21 В 7/СО, опублик. 1974 (прототип).