Способ регулирования режима шнекового бурения скважин

 

О П И С А Н И Е (11)855203

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Свциалистическин

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 08.07. 74 (21) 204351 2/22-03 (51)М. Кл. с присоединением заявки М 2499637/03

E 21 С 1/00

Ьвуйарстеемый квинтет

СССР ае данам нзебуетеннй в втнумтвй (23) Приоритет

Опубликовано 15,08,81. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 15.08.8 1 (53) УДК 622.

° 24.08 (088.8) (T2) Авторы изобретении

С. И. Сидоров, A. H. Ещенко, и М. И. Станкевич

1

Всесоюзный научно-исследовательский институ соляной прсамышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА

ШНЕКОИОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к буренщо rop нык народ, а именно к способвм,регули рования режимов вращательного шнеково

ro буренин скважин буровыми машинами. со свободной подачей инструмента.

Известны способы регулирования режима бурения, основанные на изменении скорости бупения в вввисимосттт от осевого у или 13 осевого усилия и скорости врапении в зависимости от скорости бурения (2), а также способ ввтомати1В ческого регулщэования режима бурения, жпопьзующий слежение за изменением условий бурения, основанный на поддержании постоянной мощности, потребляемой

13 двигателем врвщатепя, и постоянной скорости бурения (3) .

Однако эти способы обеспечивают аптючальный режим лтвпь при разрушении горных пород, вместе с тег нри шнексвсм бурении скважин они не обеспечивают оптимвльнык услсввя выдачи бур « вой мелочи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регулирования шнекового бурения скважин, основанный на измерении скорости бурения(4) .

Недостатком этого способа является отсутствие возможности регулирования скорости вращения шнека в зависимости от скорости бурения, следствием чего может являться звшъыбовка шнека и потеря инструмента в скважине.

Uem, изобретения — повышение произ водятельности и эффективности бурения при независимом вращении шнека и коронки.

Поставленная пель достигается тем, что число оборотов шнека изменяют прямо пропорционально CKopoc TR бурения.

На чертеже представлена блок-схема устройства для ревлизвдии способа.

Устройство включает в себя датчик скорости бурения l, сравнивающее уст в ройство 2, серводвигатель 3, насос 4

03 4 или

35

И,„)r

3 8552 переменной производительности, гидро двигатель 5, шнек 6.

Пелесообразность регулирования числа оборотов шнека в зависимости от скороо ти бурения поясняется следуклцим.

Процесс.. шнекового бурения проходит нормально, если производитель ность коронки по образованию буровой мелочи (Q ) меньше или равна производительности шнека по ее выда- 10 че (1ш) где ) д и д — соответственно AHàc ° ш метр скважины, шнека и его вала,, V — скорость бурения;

К вЂ” коэффициент разрыхления;

Р— шаг свивки шнека; — коэффициент наполнения межвиткоН вого пространства шнека, Ч вЂ” коэффициент производительности шнека; — число оборотов шнека.

Ш

Разрешив равенс жо (2) относительно Ицт, находим

Параметры Эс ° Эш Д Ь ., $ для данной конструкции постоянны. Коэффи40 циент К в области объемного разрушеР ния породы можно считать величиной постоянной. С увеличением Ч н растет производительность шнека (2), однако его пре дельная величина не должна превыш ать . по условию эаштыбовки 0,8-0,9. Таким образом, величина 4 = 0,8-0,9 является не только предельной, но и раци— опальной по производительности шнека.

Учитывая все это, имеем, что

И „) КЧ, где К - коэффициент пропорциональностис ти.

Из этого следует, что необходимое число оборотов шнека прямо пропорционально скорости бурения.

Способ осуществляется следующим образом.

Буровая машина имеет независимые приводы вратпения коронки и шнека. Подача сверла свободна и осуществляется, например, под действием собственного веса вращателя. В качестве привода коронки используется асинхронный электродвигатель (например, с повышенным скольжением) в качестве привода вращения шнека- аксиально-поршневой гидродвигатель.

При увеличении скорости бурения уветптчивается сигнал на выходе датчика 1 скорости бурения и на сравнивающем уст ройстве 2 появляется сигнал рассогласования. Этот сигнал поступает на серводвигатель 3, который вращает потенциометр обратной связи сравнивающего уст ройства 2 в сторону уничтожения сигнала рассогласования- и одновременно пово рачивает планшайбу насоса 4, увеличивая его, производительность. В результате .увеличивается скорость вращения гидродвигателя 5 и, следовательно, число оборотов шнека 6.

При уменьшении бурения система действует в обратном порядке и в конечном итоге снижается число оборотов шнека е

Возможно и ручное регулирование числа оборотов шнека в зависимости от ско рости бурения, если сигнал с датчика скорости подать на показывающий прибор.

Предлагаемый способ повышает производительность бурения в 1,5 раза, устраняет заштыбовку шнеков и потерю инст румента в скважине. формул а изобретения

Способ регулирования шнекового бурения скважины, основанный на измерении скорости бурения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прои водительности и эффективности бурения ори независимом вращении шнека и коронки, число оборотов шнека изменяют прямо пропорционально скорости бурения.

Источники информации, Принятъте во внимание при экспертизе

l. Островский Ю. П. и др. Экстремрегулятор для турбинного бурения нефтяных скважин;- Автоматика и телемеханика». 1956, М 9, с. 13-15.

2. добыча угля открытътм способом.

M., ЦНИИЭИуголь, 1971, 14 10,c. 21.

3. Загороднюк В. Т. и др. Гидравлическая буровая машина с автоматическим регулированием режимов работы.- Горные машины и автоматика . 1969, K 3.

4 Патент США Мо 3407888, кл. 175-113, опублик. (71.12.69 (прототип) .

988203

Составитель Р. 111адун

Техред М.Коштура Корректор В. Бутяга

Редактор М. Хома

Заказ

Филиал ППП,Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4

6889 46 Тираж 6 27 Подписное

ВНИИПИ Государсчзенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаскаа наб., д. 4/5