Гидравлический двигатель для буренияСКВАжиН Советский патент 1981 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к устройствам для бурения нефтяных и газовых скважин. Известен гидравлический двигатель включающий корпус, вал, рабочий эле мент в виде полой пружины, распределительный узел, установленный с возможностью взаимодействия с упором 1 . Недостатком двигателя является наличие частых остановок долота (после каждого оборота), которые хот и используются для удаления нз забоя разрушенных частиц породы, приводят в конечном итоге, к снижению суммарной скорюсти бурения, т.е. к падению производительности труда. Цель изобретения - повышение эффективности двигателя за счет увеличения времени рабочего цикла. Цель достигается тем, что упор установлен на боковой поверхности рабочего элемента. На фиг. 1 изображен гидравлически двигатель, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Двигатель состоит из корпуса 1 с патрубком 2 для подвода рабочей среды несущим якорем 3. Б корпусе размещен рабочий элемент, выполненны в виде полой пруж1}ны 4 (витой трубчатой), один конец которой прикреплен к патрубку 2,, а другой - к полому валу 5, установленному в радиальной опоре б и несущему долото 7. В полости вала 5 размещено распределительное устройство, выполненное в виде установленных один над другим дисков 8 и 9 с проходными отверстиями 10 и 11 соответственно. Верхний диск установлен с возможностью поворота относительно своей оси и имеет выступ12, выходящий за пределы стенки вала через отверстие 13 и взаимодействующий с упором 14. Для установки дисков в полости вала предусмотрены-гайки 15. Упор 14 неподвижно закреплен на боковой поверхности рабочего элемента 4. Двигатель работает следующим образом. В исходном положении (см. фиг.2) поворотный диск 8 распределительного устройства находится в положении, при котором его отверстия 10 смещены относительно отверстий 11 в диске 9. в процессе бурения под действием давления промывочной жидкости витая пружина 4 раскручивается, приводя

во вращение вал 5 с долотом 7 и диском 8 и 9.

Одновременно и в ту же сторону перемещается упор 14, так как он закреплен на боковой поверхности пружины 4. Но в своем движении он отстает от перемещающегося выступа й2 распределительного устройства , так как место закрепления упора на пружине удалено т ее рабочего конца и имеет меньшую угловую чувствительность . Поэтому встреча между упором 14 и выступом 12 происходит только после совершения участком пружины, находящимся между ними, полного .оборота.

Нетрудно убедиться, что пружина 4 в целом и связанное с ней долото 7 совершает при этом значительно большее угловое перемещение, превышающее во всяком случае, один оборот (при размещении упора посредине пружины она содержит два оборота, при отстоянии упора от рабочего конца пружины на 1/3 ее длины - 3 оборота и т.п.).

При достижении выступом 12 упора 14 поворотный диск 8 ос анавливается (относительно упора 14), а вал,5 с нижним диском 9 продолжает движение за счет разницы угловых перемещений соответствующих точек пружины до совмещения отверстий 10 и 11 в диска 8 и 9, в результате чего открывается проход, жидкости к забою.

После падения давления внутри пружины 4 она за счет внутренних упругих сил восстанавливает свою первоначальную форму, причем вал 5 совершает большее угловое перемещение, чем упор 14, поворачивая одновременно распределительное устройство с Дисками 8 и 9 и долото 7 в первоначальное положение. Затем циклы повторяются.

Таким образом оказывается циклическое воздействие долота на злементы породы с изменением направления воздействия, положительно сказывающееся на процесс бурения. Остановка долота в крайних положениях в моменты переключения распределительного устройства происходит в предлагаемом двигателе реже, чем в известном после нескольких оборотов непрерывного вращения долота, благодаря чему улучшается соотношение периодов движения и остановок долота и повышается скорость проходки.

Кроме того, меняя соотношение периодов покоя и движения долота, можно учитывать влияние других факторов при подборе оптимальных режимов бурения.

Экономический эффект от внедрения изобретения заключается вповышении производительности труда при бурении, и в простоте усовершенствования, которая позволяет осуществить промышленное внедрение двигателя без существенных затрат.

Формула изобретения

Гидравлический двигатель для бурения скважин, включающий корпус, рабочий элемент в виде полой пруж.ины, распределительный узел, установленный с возможностью взаимодействия с упором, отличающийся тем, что, с целью повышения зффективности за счет увеличения времени рабочего цикла, упор установлен на боковой поверхности рабочего элемент

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 482552, кл. Е 21 В 3/08, 1974 (прототип).

фиг.1