Стенд для исследования работы бурильных труб

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ989351 (61) Дополнительное к авт. саид-ву " (22) Заявлено 18. 06.81(21) 3304148/22-03

И11М. К. с присоединением заявки N8

0 01 М 15/00

Е 21 В 17/00

Государственный иомитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150183. Бюллетень Йо2

Дата опубликования описаиия15.01.83

t$3j УДК 622. 233. . 4 (088.8) .(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к горному делу, в частности к буровой технике, и может быть использовано для исследования работы бурильного вала в динамическом режиме.

Известен стенд дЛя исследования процесса бурения, включающий привод вращения и механизм подачи, соединенный с бурильным валом, при этом бурильный вал с породоразрушающим инструментом расположен ло оси и внутри цилиндра, имитирующего ствол скважины f 1 ).

Недостаткам известного стенда является то, что невозможно исследовать работу бурильного вала в процессе искривления восстающих направленных скважин в режиме асимметричного разрушения забоя.

Наиболее близким к предлагаемому является стенд для испытания буровых машин, включающий привод вращения и механизм подачи, полый цилиндр с поршнем, концы которого связаны с бурильной трубой, а поршень образует с цилиндром полость, заполненную жидкостью и связанную через регулирующий дроссель с жидкостным баком

Г2 3.

Недостатком данного стенда является то, что он не позволяет исследовать работу бурильной трубы в процессе искривления восстающих направленных скважин в режиме асимметричного разрушения забоя.

Цель изобретения — моделирование условий работы бурильной трубы в процессе искусственного искривления восстающих направленных скважин.

Укаэанная цлеь достигается тем, .что в стенде, содержащем привод вращения, механизм подачи, полый цилиндр с поршнем, один конец которогс связан с бурильной трубой, а другой образует с цилиндром полость, заполненную жидкостью и связанную через регулирующий дроссель с жидкостным баком, бурильная труба связана с периферийной частью поршня с возможностью относительного проворота.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый стенд; на фиг. 2 — узел

Т на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

A-A на фиг . 2.

Стенд для-исследования работы бурильной-трубы при искусственном искривлении восстающих направленных скважин (фиг. 1) состоит из привода

1 вращения и механизма 2 подачи, ко989351 тарый соединен при помощи, бурильной трубы 3 с торцом поршня 4. Бурильная труба 3 и поршень 4 размещены в полом цилиндре 5, который имитирует ствол скважины. Полость 6, заключенная между торцом цилиндра 5 и другим торцом поршня 4, заполнена жидкостью и соединена при помощи регулируемого дросселя .7 с жидкост» ным баком 8. Бурильная труба 3 составляет с поршнем одноподвижную вращательную кинематическую пару и подсоединена к периферийной части торца поршня 4, имитирующего отклоняющий снаряд. Поршень 4 прижимается к. внутренней стенке цилиндра

5 при помощи болта 9 с резиновой втулкой 10 и гайкой 11. для измерения осевой нагрузки и скорости вращения бурильной трубы 3 к полости 6 подсоединен датчик 12 давления, г. к приводу вращения 1 тахометр 13 . 20

Стенд работает следующим обраэ м.

При помощи механизма подачи 2 и привода вращения 1 задают необходимые для исследования осевую нагрузку и скорость вращения бурильной трубы, 3, 25 а драсселем 7 устанавливается требуемая его подача.

Под действием осевой нагрузки поршень 4 вытесняет жидкость иэ полости

6 через дроссель 7 в бак 8 и перемещается в крайнее положение.

Благодаря наличию одноподвижной вращательной кинематической пары вращение бурильной трубы 3 не передается поршню 4, а воэникающие при этом кру- 35 тильные, продольные и поперечные колебания не могут провернуть поршень 4 относительно своей оси ввиду наличия сил трения между втулкой 10 и внутренней поверхностью цилиндра 5.

Продольное продвижение поршня 4 при создании осевых усилий и отсутствии его условных смещений в процессе вращения бурильной трубы вокруг собственной аси моделируют условия искусственного искривления скважины в 45 режиме асимметричного разрушения забоя за счет крепления бурильной трубы по периферии поршня, т.е. при работе с отклоняющим снарядом, При необходимости возможно изменение мес- 50 та крепления бурильной трубы к поршню относительно оси скважины, тем самым моделируется отклоняющий снаряд, работающий c различной интенсивностью искривления.

Регулируя дросселем 7 скорость продвижения поршня 4 в цилиндре 5, достигается моделирование процесса бурения различных па категории буримости горных пород, что дает воэможность изучать работу бурильной трубы 3 в условиях почти не отличающихся от действительных..

Для возвращения поршня 4 в крайнее левое исходное положение, т.е. для повторения эксперимента, необходимо открыть дроссель 7 и реверсиравать привод 1.

Наблюдения за работой бурильной трубы можно проводить с помощью кинокамеры.

Технико-экономические преимущества предлагаемого стенда состоят в воэможности моделирования процесса направленного бурения восстающих скважин при различных осевых нагрузках и скорости вращения бурильной трубы. формула изобретения

Стенд для исследования работы бурильных труб в скважине, включающий привод вращения, механизм пода-. чи, полый цилиндр с поршнем, один конец которого связан с бурильной трубой, а другой образует с цилинд ром полость, заполненную жидкостью и связанную через регулирующий драссель с жидкостным баком, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью моделирования условий работы бурильных труб в процессе искусственного искривления восстающих направленных скважин, бурильная труба связана с периферийной частью поршня с возможностью относительного поворота.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Техника и технология разведочного бурения. Сборник,вып.3.Алма-Ата, 1976, с, 79- 83.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 178538, кл. 5 01 М 15/00, 1964 (прототип).

989351

12

Составитель В. Родина

Редактор Н. Киштулинец Техред Л.Пекарь КорректорО. Билак

Заказ 11109/58 Тираж 871 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4