ТУРБОГИДРОТАРАН Советский патент 1951 года по МПК E21B4/16 

Предла ается забойный двигатель комбинированного ударно-вращательного действия и специальный рабочий, орган к нему, предназначающиеся для бурения скважин.

Известные устройства аналогичного действия имеют тот недостаток, что вращение инструмента в них осуществляется с поверхности, а подъем и сбрасывание долота ударного действия - забойным двигателем - гидравлическим тараном.

Предлагаемый турбогидротаран лишен этого недостатка. Сущность изобретения заключается в том, что в турбогидротаране применен известный забойный многоступенчатый турбобур, предназначенный для вращения двухшарошечного долота и забойного гидротарана, используемого для подъема и сбрасывания зубильного долота ударного действия, причем плоское долото встроено в центре рабочего органа между шарошками.

Турбогидротаран одновременно осуществляет вращение двухшарошечного долота и приводит в движение долото ударного действия, сочетая, таким образом, эффективность высокочастотного ударного бурения с эффективностью турбинного вращательного бурения. Гидравлический таран расположен ниже турбины и приводится в действие отработанной в турбине жидкостью.

На чертеже схематически изображен турбогидротаран в продольном разрезе.

Турбогидротаран состоит из обычной турбины 1, например, типа Т-149 М со шпинделем увеличенных размеров, служащим для размещения в нем гидротаранного устройства, и двухшарошечного долота 2 с конусными шарошками 3, навернутого на шпиндель 4, имеющий центральное отверстие для прохода штока 5 долота зубильного типа 6. Долото 6 выполняется со всеми элементами, присущими ударному долоту, и имеет небольшие радиально расположенные отверстия для пропуска циркулирующей жидкости.

Гидротаранное устройство состоит из трех основных частей: возбудителя 7 гидравлических ударов золотникового или клапанного типа, цилиндра 8 с поршнем 9, ударным штоком 10 и рабочей его пружиной 11; рабочей трубы 12, длина которой определяется необходимой продолжительностью удара; поглотителей отраженных гидравлических ударов 13, представляющих собой поршневые воздушные компенсаторы.

Рабочий цикл потока определяется следующим образом.

Рабочий поток, создаваемый мощной насосной группой, направляется через манифольд и бурильные трубы на турбину 1 и вызывает вращение ротора и шпинделя турбины с двухшарошечным долотам 2 на конце. Отработанный в турбине поток через рабочую турбину, минуя систему расположенных в ней поглотителей отраженных ударов 13, поступает в возбудитель 7 гидравлических ударов, действующий по принципу мгновенного перекрывания потока жидкости. Кинетическая энергия прерванного потока производит удар, посылая поршень 9 со штоком 10 и долотом 6 на забой и производя, тем самым, разрушение породы. Далее поток через золотниковое устройство устремляется к промывочным отверстиям долота, подхватывает с забоя раздробленную породу, поднимается с ней по затрубному пространству на поверхность земли и регенеруется в циркуляционной системе, завершая свой цикл.

Турбогидротаран для комбинированного ударно-вращательного бурения скважин с применением турбобура для вращения двухшарошечного долота и гидравлического тарана для подъема и сбрасывания плоского зубильного долота, отличающийся тем, что плоское зубильное долото встраивается в центре рабочего органа между шарошками.