Турбобур-отклонитель для бурения наклонно-направленных скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ-Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 947375 ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено1201.79 (21) 2712582/22-03

f51) M Кл з

Е 21 В 4/02

Е 21 В 7/08 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 300782. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 300782 (53) УДКб 22. 243.

92 05(088 8) М.С. Онищенко, И.Г.

A.Ã. Калинин, В.M.

М.Н. Сафиуллин, И

A.Ì. Паньков

Архипов, В.В. Безумов, Беляев, В.A. Голов, Б. .Я..Вальдман, А.К. ри и B.Н. Немятов (72) Авторы изобретения. cnetll6893ffу.; нов, ., идти., „;, 1 :

1,,,И)) I. t ., - р

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени науЧН6- 1Ь.. исследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (5 4 ) ТУРБОБУР-ОТКЛОНИТЕЛЬ ДЛЯ БУРЕНИЯ НАКЛОН lIO

НАПРАВЛЕННЫХ СКВА,"(ИН

Изобретение относится к буровой технике, а именно к техническим средствам для бурения наклонно-направленных скважин.

Известно устройство для направленного бурения скважин, содержащее турбобур со шпинделем, валы которых соединены посредством двухшарнирного вала (1).

Однако это устройство не позволя.ет бурить наклонно-направленные скважины с необходимой интенсивностью искривления (более 2 на 10 метров проходки), так как в нем применен двухшарнирный вал, который соединяет вал турбобура с валом шпинделя, что значительно увеличивает длину нижнего леча (расстояние от точки перекоса дс долота). В процессе бурения на шарниры постоянно действует осевая нагрузка, создаваемая ротором турбобура. В связи с этим уменьшается долговечность укаэанного устройства.

Известен турбобур-отклонитель, содержащий корпус, в котором расположены статор и ротор с независимой подвеской; шпиндель с полым валом, верхнюю и нижнюю полумуфты с контактными поверхностями, установленные соответственно на валах ротора и шпинделя, кривой переводник, соединяющий корпус турбобура со шпинделем 12).

Недостатком устройства является неудовлетворительная долговечность соединительной муфты и малая интенсивность искривления скважины. При возникновении люфта в опоре шпинделя соединительная муфта нагружается реактивным осевым усилием, что по мере износа опоры вызывает смещение вверх центра зацепления соединительной муфты относительно точки пересечения геометрических осей шпинделя и турбобура. В результате этого увеличивается интенсивность износа муфты и соответственно энергетические потери. Промывочная жидкость в вал шпинделя вводится через боковые отверстия в нем, что вызывает удлинение шпинделя, а, следовательно, увеличивается длина нижнего плеча.

Это является причиной малой интенсив25 ности искривления скважины.

Цель изобретения — повышение долговечности турбобура и увеличение интенсивности искривления ствола сква30 жины.

947375

Поставленная цель достигается тем, что верхняя полумуфта выполнена с боковыми каналами, сообщаюцими ее внутреннюю полость с рабочей полостью турбобура, нижняя полумуфта выполнена с центральным отверстием, 5 сообщающим ее внутреннюю полость с полостью вала шпинделя, причем верхняя и нижняя полумуфты установлены относительно друг друга с осевым зазором, а их контактные поверхности 10 выполнены соответственно цилиндрическими и плоскими.

На фиг. 1 показан турбобур-отклонитель для бурения наклонно-направленных скважин; на фиг. 2 — развертка верхней и нижней полумуфт.

Турбобур-отклонитель состоит из корпуса 1, в котором расположены статор 2 и ротор 3 с независимой подвеской 4, шпинделя 5 с полым ваном и опорой 6; кривого переводника 7, соединяюцего корпус 1 со шпинделем 5 и соединительной муфты, состоящей иэ верхней и нижней полумуфт

8 и 9, установленных соответственно на валах ротора и шпинделя. В верхней полумуфте 8 контактные поверхности Выполнены цилиндрическими, а в нижней — плоскими. Полумуфты 8 и 9 установлены относительно друг друга с осевым зазором й3, равным сумме допустимого износа опоры б шпинделя и осевого зазора между ротором и статором. Для прохода промывочной жидкости из рабочей полости Л турбобура через полости полумуфт в полый 35 вал шпинделя в верхней и нижней полумуфтах выполнены соответственно боковые и центральное отверстия. Кривым переводником 7 задается угол перекоса между корпусом турбобура и 4О шпинделем. Угол перекоса валов ротора и шпинделя соответствует углу перекоса кривого переводника.

В процессе бурения скважины передача вращения от вала ротора к шпин 45 делю осуцествляется под углом посредством соединительной муфты. Мутфа разгружена от осевых усилий за счет применения независимой подвески ротора и установки полумуфт 8 и 9 относительно друг друга c,oñåâûì зазором. ао.мере износа опор шпинделя или ротора полумуфты перемещаются навстречу друг другу, сохраняя центр. зацепления контактируюцих поверхностей в точке пересечения геометрических

55 осей ротора и шпинделя.

Выполнение в верхней полумуфте контактных поверхностей — цилиндрическими, а в нижней — плоскими и установка полумуфт с осевым зазором относительно друг друга уменьшает контактные напряжения в соединительной муфте и .повышает ее долговечность.

Другим важным фактором, влияющим на долговечность соединительной муфты, является выполнение боковых и центрального каналов в полумуфтах, направляющих поток промывочной жидкости через ее внутреннюю полость в вал шпинделя, так как при этом часть промывочной жидкости проходит через зазоры между контактирующими поверхностями муфты, омывая их и, тем самым, удаляя с них абразивные частицы. Кроме того, за счет указанного направления потока промывочной жидкости в турбобуре-отклонителе уменьшена общая длина нижнего плеча, что существенно увеличивает интенсивность искривления скважины.

Как показали предварительные испытания данного турбобура-отклонителя, on имеет кратное увеличение долговечности по сравнению с прототипом и обеспечивает интенсивность искривления от 2 45 до 3 20 на

10 м проходки

Экономический эффект, получаемый в год от применеиия одного заяв ляемого турбобура-отклонителя, составит 1336 руб.

Формула изобретения

Турбобур-отклонитель для бурения наклонно-направленных скважин, содержаций корпус, в котором расположены статор и ротор с независимой подвеской, шпиндель с полым валом, верхнюю и нижнюю полумуфты с контактными поверхностями, установленные соответственно на валах ротора и шпинделя, кривой переводник, соециняющий корпус турбобура со шпинделем, отличающийся тем, что, с целью повышения его долговечности и увеличения интенсивности искривления ствола скважины, верхняя полумуфта выполнена с боковыми каналами, сообщающими ее внутреннюю полость с рабочей полостью турбобура, нижняя полумуфта выполнена с центральным отверстием, сообщающим ее внутреннюю полость с полостью вала шпинделя, причем верхняя и нижняя полумуфты установлены относительно одна другой с осевым зазором, а их контактные поверхности выполнены соответственно цилиндрическими и плоскими.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3586116, кл. 175/74, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство. СССР

Р 135846, кл. Е 21 В 7/08, 1960 (прототип) . о 47375

Заказ 5566/48 Тираж 623

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, )москва, >С-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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

Составитель А. Сергачев

Редактор Л. Горбунова Техред М. Рейвес Корректор М. Коста