Стенд для исследования работы бурильных труб Советский патент 1983 года по МПК G01M15/00 E21B17/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности к буровой технике, и может быть использовано для исследования работы бурильного вала в динамическом режиме.

Известен стенд для исследования процесса бурения,включающий привод вращения и механизм подачи, соединенный с бурильным валом, при этом бурильный вал с породоразрушающшл инструментом расположен по оси и внутри цилиндра, имитирующего ствол скважины

Недостатком известного стенда является то, что невозможно исследовать работу бурильного вгша в процессе искривления восстающих направленных скважин в режиме асимметричного разрушения забоя.

Наиболее близким к предлагаемому является стенд для испытания буровых машин, включающий привод вращения и механизм цодачи, полый цилиндр с поршнем, концы которого связаны с бурильной трубой, а поршень образует с цилиндром полость, заполненную жидкостью и связанную через регулирукадий дроссель с жидкостным баком Г2.

Недостатком данного стенда является то, что он не позволяет исследовать работу бурильной трубы в процессе искривления восстающих направленных скважин в режиме асимметричного разрув1ения забоя.

Цель изобретения - моделирование условий работы бурильной трубы в процессе искусственного искривле10ния восстающих направленных скважин.

Указанная цлеь достигается тем, . что в стенде, содержащем привод вращения, механизм подачи, полый цилиндр с поршнем, один конец которого

15 связан с бурильной трубой, а другой образует с цилиндром полость, заполненную жидкостью и связанную через регулирукмций дроссель с жидкостным баком, бурильная труба связана с

20 периферийной частью поршня с возможностью относительного проворота.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый стенд ; на фиг. 2- узел I на фиг. 1 ; на фиг. 3 - разрез

25 А-А на фиг. 2.

Стенд для исследования работы бу рильной-трубы при искусственном искривлении восстающих направленных скважин (.фиг. 1) состоит из привода

30 1 вращения и механизма 2 подачи, которыЯ соединен при помощи .бурильной трубы 3 с торцом поршня 4. Бурильная труба 3 и поршень 4 размещены в полом цилиндре 5, который имитирует ствол скважины. Полость б, зак-люченная между торцом цилиндра 5 и другим торцом поршня 4, заполнена жидкостью и соединена при помощи регулируемого дросселя 7 с жидкостным баком 8. Бурильная труба 3 составляет с поршнем одноподвижную вращательную кинематическую пару и подсоединена к периферийной части торца поршня 4, имитирующего отклоняющий снаряд. Поршень 4 прижимается к внутренней стенке цилиндра

5при помощи болта 9 с резиновой втулкой 10 и гайкой 11. Для измерени осевой нагрузки и скорости вращени-я бурильной трубы 3 к полости 6 подсоединен датчик 12 давления, г. к приводу вращения 1 тахометр 13.

Стенд работает следующим образом, При помощи механизма подачи 2 и привода вращения 1 задают необходимы для исследования осевую нагрузку и скорость вращения бурильной трубы, 3, а дросселем 7 устанавливается требуемая его подача.

Под действием осевой нагрузки поршень 4 вытесняет жидкость из полости

6через дроссель 7 в бак 8 и перемещается в крайнее положение.

Благодаря наличию одноподвижной вращательной кинематической пары вращение бурильной трубы 3 не передаетс поршню 4, а возникающие при этом крутильные, продольные и поперечные кол бания не могут провернуть поршень 4 относительно своей оси ввиду наличия сил трения между втулкой 10 и внутренней поверхностью цилиндра 5.

Продольное продвижение поршня 4 при создании осевых усилий и отсутствии его условных смещений в процессе вращения бурильной трубы вокруг собс венной оси моделируют условия искусственного искривления скважины в режиме асимметричного разрушения забоя за счет крепления бурильной трубы по периферии поршня, т.е. при работе с отклоняющим снарядом. При необходимости возможно изменение места, крепления бурильной трубы к поршню относительно оси скважины, тем

самым моделируется отклоняющий снаря работающий с различной интенсивность искривления.

Регулируя дросселем 7 скорость продвижения поршня 4 в цилиндре 5, достигается моделирование процесса бурения различных по категории буримости горных пород, что дает возможность изучать работу бурильной трубы 3 в условиях почти не отличающихся от действительных.

Для возвращения поршня 4 в крайнее левое исходное положение, т.е. для повторения эксперимента, необходмо открыть дроссель 7 и реверсировать привод 1.

Наблюдения за работой бурильной .трубы можно проводить с помощью кинокамеры.

Технико-экономические преимущества предлагаемого стенда состоят в возможности моделирования процесса направленного бурения восстающих скважин при различных осевых нагрузках и скорости вращения бурильной трубы.

Формула изобретения

Стенд для исследования работы бурильных труб в скважине, включаюий привод вращения, механизм пода-.

и, полый цилиндр с поршнем, один конец которого связан с бурильной грубой, а другой образует с цилиндром полость, заполненную жидкостью и связанную через регулирующий дроссель с жидкостным баком, отличающийся тем, что, с целью моделирования условий работы бурильных труб в процессе искусственного искривления восстающих направленных скважин, бурильная труба связана с периферийной частью поршня с возможностью относительного поворота.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Техника и технология разведочного бурения.Сборник,вып.3.Алма-Ата , 1976, с. 79-83.

2.Авторское свидетельство СССР № 178538, кл. М 15/00, 1964 (прототип) .