Способ роторно-турбинного бурения и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра и позволяет увеличить производительность бурения При 4 бурении прикрепленные шармирно к траверсе 1 забойные двигатели приводят во вращение вокруг собственных осей долота 3 Ротором осуществляется переносное вращемие долот 3 вокруг оси скважины Долотам 3 сообщают колебательные в противофазе движения в плоскости проходящей через вектор скорости переносного движения долот 3 Каждый привод колебаний долот 3 выполнен из шарнирного четырехзвенника, нижние 7 концы которого соединены с турбобуром 2. а верхние 8 - с траверсой На траверсе 1 установлен двигатель 9 со штоком 10 двустороннего действия Колебания доло 3 производят по радиусу с центром на оси долота 3 или ее продолжении 2 с п ф лы, 2 ил - - J vj О а ю го ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Ж 1781925 А1 (51)5 Е 21 0 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,: ::-- . -,":"",""

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ РОТОРНО-ТУРБИННОГО ВУРЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра и позволяет увеличить производительность бурения, При (21) 4796543/03 (22) 27,02,90 (46) 30.12,91. Бюл. М 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) А.А. Рыбалка, В.В. Захаров и В.И. Либерман (53) 622.243,92(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 579422, кл, Е 21 О 1/06, 1975. бурении прикрепленные шарнирно к траверсе 1 забойные двигатели приводят во вращение вокруг собственных осей долота

3. Ротором осуществляется переносное вращение долот 3 вокруг оси скважины. Долотам 3 сообщают колебательные в противофазе движения в плоскости, проходящей через вектор скорости переносного движения долот 3. Каждый привод колебаний долот 3 выполнен иэ шарнирного четырехэвенника, нижние 7 концы которого соединены с турбобуром 2. а верхние 8 — с траверсой, На траверсе 1 установлен двигатель 9 со штоком 10 двустороннего действия. Колебания долог 3 производят по радиусу с центром на оси долота 3 или ее продолжении. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1701925

4 лю с поверхности

Изобретение относится к технике для бурения, а именно к технике для бурения шахтных стволов и скважин большого диаметра.

Известен способ роторно-турбинного бурения (РТБ), включающий вращение долот вокруг собственных осей, переносное вращение вокруг оси скважины и осевую подачу долот, Недостаток известного способа заключается в том, что забой скважины получается плоским, что практически, при ограниченном весе бура РТБ, не позволяет создать эффективное объемное разрушение породы. При необъемном, поверхностном, разрушении забоя скважины, скорость бурения и долговечность долот не велики.

Известны буры РТБ, включающие забойные двигатели (турбобуры) с долотами, прикрепленные к траверсе, Недостаток известного бура состоит в том, что породоразрушающие элементы перемещаются только в горизонтальной плоскости, формируя забой горизонтальной формы, Горизонтальная форма забоя затрудняет объемное разрушение забоя, снижая производительность бурения и увеличивая расход долот.

Цель изобретения — повышение производительности бурения.

Указанная цель достигается тем, что при осуществлении способа роторно-турбинного бурения, включающего вращение долот вокруг собственных осей, переносное вращение их вокруг оси скважины и осевую подачу, долотам сообщак>т колебательные в противофазе движения в плоскости, проходящей через вектор скорости переносного движения долот, при этом колебания долот производят по радиусу с центром на оси долота или ее продолжении.

Бур РТБ, включающий забойные двигатели с долотами, прикрепленные к траверсе. снабжен приводами колебания долот. каждый иэ которых выполнен из шарнирного четырехзвенника, нижние концы которого соединены с турбобуром, а верхние — с траверсой, и из двигателя со штоком двустороннего действия, установленного на траверсе с возможностью взаимодействия штока с тягами четырехзвенника, при этом каждый забойный двигатель соединен с траверсой посредством шарнира, ось которого перпендикулярна к плоскости, проходящей через оси забойных двигателей, Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа долотам, кроме перемещения в горизонтальной плоскости, сообщают дополнительные колебательные движения, На фиг. 1 показан бур РТБ; на фиг. 2— то же, вид сбоку, Роторно-турбинный бур содержит траверсу 1, турбобуры 2 с долотами 3, прикрепленные к траверсе 1, корпус 4, подвешенный к траверсе, и привод колебаний долот. Турбобуры 2 с траверсой 1 соединены посредством шарниров 5 с горизонтальной осью.

Каждый привод колебаний состоит из шарнирного четырехзвенника б, нижние тяги 7 которого шарнирно соединены с турбобуром 2, а верхние тяги 8 — с траверсой 1, и иэ двигателя 9 со штоком 10 двустороннего действия, установленного на траверсе. Приводом двигателя 9 может быть гидравлическая энергия потока промывочной жидкости или электроэнергия, передаваемая по кабеСпособ роторно-турбинного бурения скважин большого диаметра осуществляется следующим образом, На буровой колонне (не показана) бур опускают к забою и прокачивают промывочную жидкость. Поступая в турбобуры 2, энергия промывочной жидкости начинает вращать долота 3 вокруг собственных осей.

Вокруг оси скважины долота 3 вращаются вместе с корпусом 4 и траверсой 1 ротором, установленным на поверхности, Одновременно включают двигатель 9, штоки 10 которого поочередно воздействуют на верхние тяги 0 четырехэвенника б, сообщая турбобуру 2 колебательное движение вокруг оси шарнира 5. Вместе с турбобуром колебания совершают и долота 3. Положение штоков

10 выбрано таким, что колебания долот производятся в противофазе, т.е. когда одно долото отклоняется влево, то другое — вправо. При таком порядке колебаний бур на забое всегда сохраня т устойчивое положение за счет симметричного положения долот в любой момент (относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось траверсы), При вращении бура ротором и осевой подаче долота 3 разрушают породу, образуя скважину. При этом забой получается не плоским, а фигурныМ за счет воздействия периферийных кромок долота на забой под углом. За счет такого воздействия на забое получаются винтовые канавки. Объемное разрушение породы и дополнительные плоскости обнажения способствуют увеличению скорости бурения (производительности) а также повышению проходки за долбление.

Формула изобретения

1. Способ роторно-турбинного бурения скважин большого диаметра, включающий

1701925

Редактор Л,Пчолинская Техред M.Moðãåíòàë Корректор О.Крав ова

Заказ 4521 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН Г СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 вращение долот вокруг собственных осей, переносное вращение их вокруг оси скважины и осевую подачу, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности бурения, долотам сообщают колебательные в противофазе движения в плоскости, проходящей через вектор скорости переносного движения долот, при этом колебания долот производят по радиусу с центром на оси долота или ее продолжении.

2. Устройство для роторно-турбинного бурения, включающее забойные двигатели с долотами, прикрепленные к траверсе, о тлича ю щееся тем, чтооноснабжено приводами колебания долот, каждый из которых выполнен из шарнирного четырехзвенника, нижние тяги которого соединены с турбобуром, а :ерхние — с траверсой, а

5 также из двигателя со штоком двустороннего действия, установленного на траверсе с возможностью взаимодействия штока с тягами четы рехзвен ника, при этом каждый забойный двигатель соединен с траверсой

10 посредством шарнира, ось которого перпендикулярна к плоскости, проходящей через оси забойных двигателей.