Турбинный бур для скважин большого диаметра

 

1. ТУРБИННЫЙ БУР ДЛЯСКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, включающий корпус и турбобуры с валами и долотами , прикрепленные к траверсе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет повышения точности получения сигнала запуска турбобуров, каждый турбобур снабжен втулкой с на-. правляющими стержнями и поплавками, установленными на стержнях, при этом втулки жестко закреплены на валах турбобуров, направляюш,ие стержни имеют радиальное направление относительно оси втулки, a поплавки, плотность которых меньше плотности , бурового раствора, установлены на стержнях с возможностью осевого перемеш ,ения, причем направляющие стержни имеют концевые фиксаторы осевого перемещения поплавков. 2.Бур по п. 1, отличающийся тем, что концевые фиксаторы осевого перемещения поплавков выполнены в виде подпружиненных элементов. 3.Бур по п. 1, отличающийся тем, что поплавки имеют маркировку, при этом маркировка поплавков, установленных на од (Л ном турбобуре, одинакова. со со сх ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,.SU„„1139851

4(5D E 21 1 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3619692/22-03 (22) 11.07.83 (46) 15.02.85. Бюл. № 6 (72) В. П. Коротков и В. И. Либерман (53) 622.24 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3276496/03, кл. Е 21 D 1/06, 1980.

2. Реактивно-турбинное бурение. Труды

ВНИИБТ. Вып. XVIII, М., «Недра», 1967, с. 55, рис. 3. (54) (57) 1. ТУРБИННЫЙ БУР ДЛЯ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, включающий корпус и турбобуры с валами и долотами, прикрепленные к траверсе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет повышения точности получения сигнала запуска турбобуров, каждый турбобур снабжен втулкой с на-. правляющими стержнями и поплавками, установленными на стержнях, при этом втулки жестко закреплены на валах турбобуров, направляющие стержни имеют радиальное направление относительно оси втулки, а поплавки, плотность которых меньше плотности. бурового раствора, установлены на стержнях с возможностью осевого перемешения, причем направляющие стержни имеют концевые фиксаторы осевого перемещения поплавков.

2. Бур по п. 1, отличающийся тем, что концевые фиксаторы осевого перемещения поплавков выполнены в виде подпружиненных элементов.

3. Бур по п. 1, отличающийся тем, что поплавки имеют маркировку, при этом мар- @

С2 кировка поплавков, установленных на одном турбобуре, одинакова.

1139851

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкции турбинного бура для бурения скважин большого диаметра и способу его эксплуатации.

Известен турбинный бур, включающий корпус, турбобуры, кинематически связанные друг с другом, и долота, и способ его эксплуатации, 3а счет кинематической связи валов турбобуров между собой s случае незапуска одного из турбобуров на забое другой турбобур помогает первому турбобуру запуститься (1).

Недостатками известного бура являются сложность конструкции и малая надежность его работы, связанная с необходимостью герметизировать напорную полость турбобуров от наружного пространства в месте выхода хвостовика вала, на котором установлена пневмомуфта.

Недостаток способа его эксплуатации— отсутствие информации у бурильщика о том, все ли турбобуры на забое запустились и развили на холостом режиме соответствующие обороты (в случае бурения даже с одним неработающим турбобуром показатели бурения резко снижаются).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является турбинный бур для. скважин большого диаметра, включающий корпус и турбобуры с валами и долотами, прикрепленные к траверсе (2).

Конструкция бура проста и надежна в работе, однако отсутствие элементов, информирующих бурильщика о случае незапуска на забое одного из турбобуров, бурение при незапустившемся турбобуре дает резкое снижение технико-экономических показателей, так как породу разрушает в этом случае только одно долото, установленное на работающем турбобуре. Кроме того,. способ эксплуатации турбиннго бура включает спуск бура в скважину, нагнетание в турбобуры по буровой колонне бурового раствора, бурение и подъем бура на поверхность. Недостатком этого способа является также то, что бурение начинают (обычно через 10-15 мин после подачи бурового раствора), не получив точной информации о том, все ли турбобуры запустились и развили номинальную мощность.

Опытные бурильщики пытаются определить момент запуска всех турбобуров по вибрации буровой колонны, однако эта информация (особенно при наличии 3-4 турбобуров 3) очень неточна. Вращение от реактивного момента агрегата и колонны происходит не всегда (приходится вращать колонну ротором), но и в случае их вращения это свидетельствует, что все турбобуры развивают полную мощность и обороты.

Зо

Цель изобретения — повышение надежности работы бура турбинного за счет получения с забоя информации о запуске (или незапуске) всех турбобуров.

Указанная цель достигается тем, что каждый турбобур снабжен втулкой с направляющими стержнями и поплавками, установленными на стержнях, при этом втулки жестко закреплены на валах турбобуров, направляющие стержни имеют радиальное направление относительно оси втулки, а поплавки, плотность которых меньше плотности бурового раствора, установлены на стержнях с возможностью осевого перемещения, причем направляющие стержни имеют концевые фиксаторы осевого перемещения поплавков.

Концевые фиксаторы осевого перемещения поплавков выполнены в виде подпружиненных элементов.

Поплавки имеют маркировку, при этом маркировка поплавков, установленных на одном турбобуре, одинакова.

Для достижения указанной цели при осуществлении известного способа эксплуатации турбинного бура, включающего спуск бура к забою скважины, заполненной буровым раствором, нагнетание в турбобуры бурового раствора, бурение и подъем бура на поверхность, бурение начинают после всплытия поплавка на поверхность бурового раствора, заполняющего скважину.

На фиг., 1 изображен турбинный бур, общий вид; на фиг. 2 — разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 2.

Турбинный бур состоит из корпуса 1, нижняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса 2, и траверсы 3, к которой прикреплены турбобуры 4, на валы 5 которых навинчены долота 6.

На валу 5 каждого турбобура установлена втулка 7 с радиальными направляюшими 8, на концах которых выполнены фиксаторы 9 с пружинами 10. На фиксаторах

9 установлены поплавки 11.

Эксплуатация предложенного турбинного бура заключается в следующем.

Турбинный бур на бурильных трубах опускают к забою и до момента касания долота 6 забоя включают буровые насосы (не показаны), нагнетающие буровой раствор через бурильные трубы и траверсу 3 в турбобуры 4. При этом валы 5 турбобуров

4 начинают вращаться, а шлам, заполняюший полость турбины. вымывается через промывочные отверстия долот. Если в турбинах не оказалось достаточно крупных кусков шлама, через 4-5 мин валы набирают расчетную частоту вращения. Вместе с валами турбобуров вращаются и втулки 7 с поплавками 11. Под действием центробежных сил, приложенных к поплавкам, 1139851

25 последние стремятся переместиться вдоль направляющих 8 в направлении от оси турбобура. При достижении . расчетной частоты вращения валов турбобуров фиксаторы

9 утапливаются и поплавки «срываются» в призабойную зону и всплывают на поверхность бурового раствора, заполняющего скважину. За счет выполнения нижней части корпуса 1 бура в виде усеченного конуса 2 поплавки скользят вдоль образующих конуса и не застревают в призабойной зоне. Всплытие всех поплавков (время всплытия незначительно, например, с глубины

500 м они не-прерывают 3 мин) свидетельствует о запуске всех турбобуров, и бурильщик начинает бурение, не выжидая необходимых 10-15 мин.

Невсплытие части поплавков сигнализирует бурильщику о том, что часть турбобуров не запустились или их валы не развивают необходимой для бурения частоты вращения.

Если определенными технологическими приемами бурильщику не удается «расходить» турбобуры, производят подъем бура на поверхность для замены неработающих турбобуров, чем предотвращаются непроизводительные затраты времени и материальных средств на бурение при незапустивщихся турбобурах.

Так как все поплавки одного турбобура имеют одинаковую маркировку, например окрашены в один цвет (цвета поплавков других турбобуров другие), то бурильщик знает какой турбобур не завелся и его надо заменить (на определение засорившегося турбобура таким образом не тратится дополнительное время). На каждый турбобур устанавливается по нескольку поплавков для большей надежности их обнаружения.

Таким образом, наличие на буре определенным образом установленных поплавков позволяет бурильщику определять момент начала бурения или подъема бура на поверхность для замены неработающего турбобура.

1139851

7f

f0

Составитель Л. Черепенкина

Редактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор Г. Огар

Заказ 29/24 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4