Бурильная труба

 

Изобретение относится к технологии и технике вращательного бурения скважин с передачей крутящего момента на забой посредством вращения бурильной колонны (БК). Цель - повышение эффективности работы БК за.счет демпфирования изгибных колебаний. Для этого бурильные трубы, включающие цилиндрический корпус 1, верхний 2 и нижний 3 присоединительные эле

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 17/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4608611/03 (22) 24,11.88 (46) 30.09.91. Бюл. ¹ 36 (71) Иркутский политехнический институт (72) В.В, Нескоромных (53) 622.24.05(088,8) (56) Патент США № 4647078, кл. F 16 L 55/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 250788, кл. Е 21 В 7/00, 1969.

„, Я2,, 1680937 Al (54) БУРИЛЬНАЯ ТРУБА (57) Изобретение относится к технологии и технике вращательного бурения скважин с передачей крутящего момента на забой посредством вращения бурильной колонны (БК). Цель — повышение эффективности работы БК за счет демпфирования изгибных колебаний. Для этого бурильные трубы, включающие цилиндрический корпус 1, верхний 2 и нижний 3 присоединительные эле1680937

10 менты, трубчатый спиральный упругий элемент 4, выполненный в виде плоской ленты из упругой стали, уложенной внахлестку с углом Q подъема спирали в пределах О,< а < 45, установленный в полости корпуса 1 с возможностью взаимодействия своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью последнего, соединены посредством элементов 2 и 3 в БК для передачи на забой скважины крутящего момента и осевой нагрузки. В процессе бчоения бчрильные трубы подвергаются изгибным колебаниям, при которых цилиндрический

Изобретение относится к технологии и технике вращательного бурения скважин с передачей крутящего момента на забой путем вращения бурильной колонны и предназначено для использования в составе колонны бурильных труб, Цель изобретения — повышение эффективности работы бурильной колонны в результате демпфирования изгибных колебаний.

На фиг. 1 показана бурильная труба, общий вид; на фиг. 2 — изогнутый участок бурильной трубы при изгибе и положение слоев ленты на выгнутом и вогнутом участках деформированной трубы.

Бурильная труба включает в себя цилиндрический корпус 1 с присоединительными элементами 2 и 3 соответственно на верхнем и нижнем концах. В полости корпуса расположен трубчатый спиральный упругий элемент, выполненный в виде плоской ленты 4 из упругой стали, уложенной внахлестку, Угол а подъема спирали выбирают в пределах 0 < а < 45 . Лента 4 расположена с возможностью взаимодействия своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью корпуса 1.

Бурильная труба работает следующим образом.

Бурильные трубы, соединенные в колонну при помощи присоединительных элементов 2 и 3, образуют колонну для передачи на забой скважины крутящего момента и осевой нагрузки, 8 процессе бурения бурильные трубы изгибаются, так как воспринимают осевые и поперечные силы, изгибающие и крутящие моменты, Вращение деформированной колонны в скважине сопровождается сопротивлением вращению вследствие трения о стенки скважины и вязкой среды; колебаниями различных частот, направлений и амплитуд. корпус 1 деформируется, что приводит к проскальзыванию Слоев плоской ленты элемента 4 относительно друг друга и внутренней поверхности корпуса, 1. В результате происходит гашение изгибных колебаний

БК путем рассеивания энергии, которая затрачивается на внешнее трение в стыках и внутреннее трение в материале слоев плоской ленты элемента 4. Возможен вариант

БК, при котором в корпусе 1 устанавливают несколько трубчатых, спиральных упругих элементов 4. 2 ил, Как составная часть колебаний возникают изгибные колебания, при которых происходит циклическое изменение направления прогиба, Возможно также вращение изогнутых труб колонны вокруг своей изогнутой оси; качение колонны по стенке скважины, при котором происходит циклическое нагружение материала без изменения направления прогиба трубы.

Во всех этих случаях деформировэние цилиндрического корпуса 1 бурильной трубы приводит к проскальзыванию слоев плоской ленты 4 трубчатого спирального

15 упругого элемента относительно друг друга и внутренней поверхности опорного цилиндрического корпуса. 1. При этом угол а подъема спирали выбирают из диапазона

P < а < 45 . Верхний диапазон выбран исхо20 дя из требований проскальзывания стыков ленты относительно друг друга. При углах а > 45 такое проскальзывание затруднено.

Наиболее оптимальным является значение угла а= 15-25 .

25 В результате происходит гашение изгибных колебаний бурильной колонны путем рассеивания энергии, которая затрачивается на внешнее трение в стыках и внутреннее трение в материалах слоев

30 плоской ленты трубчатого спирального упругого элемента 4. Количество рассеянной энергии растет пропорционально телу стыков слоев ленты. Поэтому возможен вариант изготовления бурильной трубы, при кото35 ром в корпусе 1 устанавливают несколько трубчатых спиральных упругих элементов 4 или последовательно один над другим, или внутри друг друга. При этом каждый из них своей наружной поверхностью опирается

40 на внутреннюю поверхность внешнего по отношению к нему элемента.

1680937

Составитель В.Родина

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор С.Лисина

Заказ 3294 Тираж Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Бурильная труба, включающая цилиндрический корпус, присоединительные элементы по концам, установленный в полости корпуса трубчатый спиральный упругий эле- 5 мент, отличающийся тем,что,сцелью повышения эффективности работы за счет демпфирования изгибных колебаний, упругий элемент выполнен в виде плоской ленты из упругой стали, уложенной внахлестку с воэможностью взаимодействия наружной поверхности ленты с внутренней поверхностью корпуса, причем угол Q подьема спирали упругого элемента выбирается в пределах 0 < а < 45