Турбобур Советский патент 1982 года по МПК E21B4/02 

() ТУРБОБУР

1

Г Изобретение относится к технике бурения нефтегазовых скважин, а инен но к турбобурам с клапанными приставками, применяемыми для автоматического регулирования режима рабиты гидравлических турбин.

Известна клапанная приставка к турбобуру, установленная в полости вала турбобура и состоящая из центробежного регулятора, подпружиненных вспомогательного и главного клапанов, усилительного цилиндра .с поршнем, соединенного с полым штоком главного клапана, размещенных в канале, сообщающем вну т реннн о полость турбобура зоной низкого давления СП.

Недостатком клапанной приставки является малая эффективность работы центробежного регулятора, приводящего к перемещению вспомогательного и главного клапанов при высоких оборотах вращения вала турбобура и, тем самым, выпуску части промывочной жид-

кости в затрубное пространство минуя лопатки турбин. Это связано с тем, что развиваемая сила давления рычагоё центробежных шаров недостаточна для открытия вспомогательного клапана, что и приводит к снижению эффективности применения клапанной приставки в глубоком бурении турбобурами малого диаметра.

Известна клапанная приставка к

10 турбобуру, включающая подпружиненный клапан, размещенный в канале, сообщающем полость турбобура на входе рабочие органы со скважинным прост-,

15 ранством, и узел регулирования откры тия клапана, связанной с корпусом и валом турбобура и выполненный в виде винтового насоса Г2}.

Недостатком известного устройства

20 является то, что винтовой насос узла регулирования открытия клапана в про цессе работы турбобура подвергается интенсивному износу в абразивной ереде промывочного раствора, в результате чего снижается точность настройки узла регулирования.

Цель изобретения - повышение надежности клапаннной приставки за счет повышения точности регулирования открытия клапана.

Поставленная цель достигается тем, что узел регулирования выполнен в виде установленного в корпусе турбобура ю сердечника с обмоткой и постоянных магнитов, установленных на валу турбобура с возможностью взаимодействия с обмоткой сердечника. На чертеже изображен предлагаемый турбобур, продольный- разрез. Турбобур содержит подпружиненный вспомогательнСый 1 и главный 2 клапаны, распрложенные в канале усилитель ного цилиндра 3, сообщающем полость турбобура на выходе в рабочие органы со скважинным пространством В цилин ре 3 расположены поршень k с централ ным отверстием 5, шток 6 с отверстиями 7 и 8 и направляющие 9 с отверст ями 10. Узел регулирования открытия клапана выполнен в виде установленного в корпусе 11 турбобура, сердечника 12 с обмоткйй 13 и постоянных магнитов И, установленных на головк вала 15 турбобура. Турбобур работает следу рщим образом. В процессе разрушения забоя скважины турбобур и его вал 15 полностью нагружены осевой нагрузкой и поэтому скорость вращения вала турбобура сра нительно невелика. Вспомогательный 1 и главный 2 клапаны полностью закрыты, вся промывочная жидкость проходит через рабочие органы, развивая максимальную мощность. При отрыве долота от забоя скважины скорость вращения вала турбобура приобретает максимальное значение. При этом скорость вращения постоян ных магнитов 1, установленных на головке 15. также приобретает максимальное значение, и обмоткой 13 развивается мощныйтоковый поток, который намагничивает сердечник 12. В это время намагниченный сердечник 12 притягивает к себе вспомогательный клапан 1, сообщая полость турбобура на входе в рабочие органы с усилительным цилиндром 3, в котором промывочная жидкость через отвфстия в поршне Ц штоке 6 и направляющих 9 поступает к главному клапану 2 и открывает его, т.е. внутренняя полость.турбобура соединяется со скважинным пространством, и часть промывочной жидкости минует рабочие органы Отвод некоторой части промывочной жидкости в скважинное пространство, . минуя лопатки рабочих органов, снижает обороты вала турбобура и, тем. самым, автоматически регулирует режим его при холостом вращении вала 15 турбобура. Автоматическое регулирование режима работы турбобура при холостом ходу вращения его вала повышает долговечность рабочих узлов турбобура и, тем самым, эффективность их эксплуатации . формула, изобретения Турбобур, содержащий клапанную приставку, включаюи ю подпружиненный клапан, размещенный s канале, сообщающем полость турбобура на входе в рабочие органы со скважинным пространством, и узел регулирования открытия клапана, связанный с корпусом и валом турбобура, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности за счет повышения точности регулирования открытия клапана, узел регулирования выполнен в виде установленного в корпусе турбобура сердечника с обмоткой и постоянных магнитов, установленных на валу турбобура с возможностью взаимодействия с обмоткой сердечника. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вольгемут Э. А.и др. Устройство подачи долота для бурения нефтяных и газовых скважин. М., Недра, 1969, с. 190, рис. 99о 2.Патент США № , кл. 175/26, опублик. 1973 (прототип).