Комбинированный вибратор для ударно-вращательного бурения

 

Ло 132586

Класс 5а, 19 о

5а 14io

ССС P

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная грг1ггйа Лгв 10

О. M. Сумароков, И. A. Уткин и В. О. Мальченок

КОМБИНИРОВАННЫЙ ВИБРАТОР

ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЪНОГО БУРЕНИЯ

Заявлено 15 февраля 1960 г. за № 654813/22 в Когпитет по лелап пвобретенпй1 и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 20 аа 1960 г.

Использование магнитострикционного эффекта в конструкциях вибробуров известно.

В описываемом изооретении для увеличения скорости бурения скважин предлагается дискретное использование энергии магнитострикционного вибратора. Это достигается путем приведения магнитострикционного вибратора в колебательное состояние при помощи дополнительного механического, электрического или гидравлического низкочастотного вибратора. При установленной мощности энергия силовых импульсов, воздействующих на породу, может быть повышена только за счет снижения их числа в единицу времени и увеличения амплитуды колебаний.

Последнее можно осуществить, перейдя из режима бурения с постоянной отдачей, к режиму бурения с дискретной отдачей энергии забою скважины.

При включении настроенного в резонанс магнитострикционного вибратора на работу без нагрузки, он под действием магнитострикционных сил начнет колебаться. В период установления колебаний часть энергии магнитострикционных сил необратимо затрачивается на преодоление сил трения, а остальная — идет на увеличение амплитуды колебаний. Доля затрат энергии на преодоление сил трения увеличивается с ростом амплитуды и достигает такого ее значения, при котором устанавливается равновесие между работой магнитострикционных сил и работой сил трения. При этом рост амплитуды прекращается и в дальнейшем вся сообщаемая вибратору энергия безвозвратно теряется на преодоление cHJI трения. Однако к этому моменту в вибраторе в потенциальной форме накопится некоторое количество энергии. В идеальном случае в этот момент .при прохождении торцом вибратора положения равновесия, вибратор приводится в контакт с горной породой и последней сообщается ударный импульс. Далее вибратор выводится из контакта с забоем и происходит, за счет раскачки, восстановление за¹ 13258б паса потенциальной энергии в его объеме. Для осуществления раскачки магнитострикционный вибратор в процессе раооты должен периодически (c частотой в 3 — 8 раз меньше, чем частота колебаний вибратора) отрываться от забоя, поэтому магнитострикционный бур снабжают механическим, электромеханическим или гидравлическим низкочастотным вибратором.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого комбинированного виоратора. Принятые условные обозначения: 1 — буровая коронка, 2 — насадка, 8 — концентратор, 4 — спирально-свернутая секция магнитострикционного материала, 5 — обмотка возбуждения, 6 — опорное кольцо, 7 — вибратор, 8 — конденсаторный электродвигатель, 9 — мембрана, 10 — ударник.

При движении вибратора 7 вверх он уд",ðíèêîì 10 наносит у:<ар по упорному кольцу 6. За счет удара магпитострикционный вибратор подбрасывается и коронка 1 отрывается от заооя, Во время движения виоратора 7 вверх и последующего падения до соприкосновения бурового наконечника с забоем и IlpoHcxo+HT pncкачка магнитострикцио»ного вибратора.

Такая комбинированная система вибраторов позволяет наносить по забою более мощныс удары по сравнению с обычным магнитострикционным вибратором и повышает эффективность разрушения забоя.

Предмет изобретения

Комбинированный вибратор для ударно-вращательного бурения, основанный на использовании магнитострикционного эб пекта, о т л ича ю щи йся тем, что, с целью .повышения эффективности удага по забою скважины путем дискретной отдачи энергии, в нем применен магнитострикционный вибратор, который приводится в колебательное движение механическим, электрическим или гидравлическим низко истотным вибратором,