Ударное устройство для бурения скважин

 

О Il И С А Н И Е (954556

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.04.80 (21) 2914054/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. y„,.

E 21 В 4/06

Гееударственный комитет

СССР (53) УДК 622.243.

92.05 (088.8) Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.82 лю делан нэобретенн» н открытий!

В. В. Верстов, В. М. Лукин, О. В. Алексеев, П. k. ОуерельееЪ; » (72) Авторы (54) УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для интенсификации бурения крепких и средней крепости пород установками вращательного бурения при проходке гидрогеологических и разведочных скважин. 5

Известно ударное устройство, содержащее породоразрушающий инструмент, колонну бурильных труб, переводник с кольцевой наковальней и подпружиненный кольцевой груз (1). о

Недостатком устройства является то, что эффективное разрушение забоя при его работе обеспечивается только в резонансном режиме, когда собственная частота колебаний кольцевого груза совпадает с частотой 15 вынужденных колебаний устройства, обусловленных взаимодействием породоразрушающего инструмента с забоем. При этом частота вынужденных колебаний зависит не только от характеристик шарошек и скорости их вращения (постоянные параметры) но и от состояния забоя, которое в процессе бурения непрерывно изменяется, что затрудняет настройку устройства на резонансный режим работы.

Известно ударное устройство для бурения скважин, содержащее инструмент, колонну бурильных труб, кольцевую наковальню с выступами, кольцевой груз с зубчатыми выступами, упорный подшипник с пружиной, размещенные между верхним торцом кольцевого груза и колонной бурильных труб (2).

Недостатком известного устройства является то, что частота ударов обусловлена только частотой вращения инструмента.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения за счет увеличения частоты ударов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено винтообразными ребрами, установленными на наружной поверхности кольцевого груза, а колонна бурильных труб жестко связана с инструментом.

На фиг. 1 изображено ударное устройство для бурения скважин, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Устройство включает породоразрушающий инструмент 1, колонну бурильных труб

2, переводник 3 с кольцевой наковальней

4 и кольцевой груз 5 с пружиной 6. Наковальня 4 и нижний торец кольцевого гру954556

3 за 5 имеют взаимодействующие зубчатые выступы 7. На наружной поверхности кольцевого груза 5 закреплены винтообразные ребра 8. Пружина 6 с упорным подшипником 9 размещены между верхним торцом кольцевого груза 5 и колонной бурильных 5 труб 2, которая жестко связана с инструментом 1. Ударный подшипник 9 обеспечивает вращение переводника 3 относительно пружины 6 и кольцевого груза 5 с минимальным трением. В нижней части переводника

3 имеются радиальные отверстия 10 малого диаметра для прохода некоторого количества промывочной жидкости из внутреннего канала 11 переводника 3 в зазор 12 между ним и кольцевым грузом 5.

Устройство работает следующим образом. 1

В процессе бурения скважины колонна бурильных труб 2 через переводник 3 передает вращение от ротора буровой установки породоразрушающему инструменту, который воздействует на забой. Поток промывочной жидкости на своем пути вверх в кольцевом

20 скважинном пространстве взаимодействует с винтообразными ребрами 8 и создает момент силы на кольцевом грузе 5, направленный в сторону, противоположную вращению колонны, бурильных труб 2. При этом зубчатые выступы 7 кольцевого груза 5, скользя по наклонным поверхностям, приподнимают на определенную высоту груз 5 над наковальней 4 и сжимают пружину 6. Затем под действием силы тяжести и энергии, накопленной в пружине 6, кольцевой груз 5 зо падает в исходное положение и ударяет по наковальне 4.

Исключение возможности накопления частиц разбуренной породы на наковальне

4, зубчатых выступах 7 в кольцевом зазоре

12 и в витках пружины 6 обеспечивается потоком промывочной жидкости, поступающей в кольцевой зазор 12 из центрального. канала 11 переводника 3 через систему отверстий 10.

Винтообразные ребра увеличивают частоту ударов кольцевого груза и вызывают значительную турбулизацию потока шлама при его движении вверх и существенно снижают вероятность образования шла мовых пробок в стволе скважины.

Формула изобретения

Ударное устройство для бурения скважин, содержащее инструмент, колонну бурильных труб, кольцевую наковальню с выступами, кольцевой груз с зубчатыми выступами, упорный подшипник с пружиной, размещенные между верхним торцом кольцевого груза и колонной бурильных труб, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет увеличения частоты ударов, устройство снабжено винтообразными ребрами, установленными на наружной поверхности кольцевого груза, а колонна бурильных труб жестко связана с инструментом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 459574, кл. Е 21 В 4/06, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР № 390260, кл. Е 21 С 3/34, 1970 (прототип).

954556

А-А

ФигЛ

Составитель А. Сергачев

Редактор Е. Лушникова Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 616! /28 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4