Гидравлический вибратор для бурения скважин

Гидравлический вибратор для бурения скважин

Реферат

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин вращательным способом, а именно к устройствам, предназначенным для вибровоздействия на бурильный инструмент. Цель повышение эффективности работы вибратора путем усиления продольных импульсов. Вибратор включает корпус (К) из верхней 1 и нижней 2 частей. В К друг под другом расположены перекидной клапан (ПК) 3 и ударник 4 в виде двуплечего рычага. Один конец ПК 3 шарнирно соединен с верхним концом ударника 4, а другой взаимодействует с верхним торцом нижней части 2 К. Внутри нижней части 2 расположен подпружиненный поршень 5, взаимодействующий с дополнительным плечом 6 ударника 4. Увлекаемый потоком жидкости ПК 3 закрывает проходное сечение устройства. Давление ниже ПК 3 падает, и поршень 5 поднимаясь, фиксирует ударник 4. Давление выше ПК 3 возрастает и происходит гидроудар, который через нижнюю часть 2 К передается на забой. Сопротивление подпружиненного поршня 5 открыванию приводит к увеличению силы и длительности срабатывания ПК 3, т.е. увеличению продольного импульса, создаваемого гидроударом. Внутренняя поверхность нижней части 2 К выполнена четырехгранной. 2 ил.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин вращательным способом, а именно к устройствам, предназначенным для вибродействия на бурильный инструмент. Цель изобретения повышение эффективности работы вибратора путем усиления продольных импульсов. На фиг. 1 показан гидравлический вибратор для бурения скважин; на фиг.2 схема работы устройства. Вибратор содержит телескопический корпус с расположенной в верхней части 1 и нижней части 2 с возможностью ограниченного продольного перемещения. В нижней части 2 корпуса расположен перекидной клапан 3, один конец которого шарнирно соединен с верхним концом ударника 4, выполненного в виде двуплечего рычага, а другой конец взаимодействует с верхним торцом нижней части 2 корпуса, внутри которой расположен подпружиненный относительно корпуса поршень 5, взаимодействующий с дополнительным плечом 6 ударника 4. Нижняя часть корпуса соединена с верхней частью 1 с помощью шпонки 7. Устройство работает следующим образом. До начала промывки ударник 4 и перекидной клапан 3 занимает положение, указанное на фиг.2,а. После запуска буровых насосов, по достижении определенного давления клапан 3 и ударник 4 отжимаются от стенки, преодолевая сопротивление поршня 5. После приоткрывания клапана 3 набегающим потоком поршень 5 отжимается (фиг. 2,б), не мешая дальнейшему движению ударника 4. Под действием гидравлических сил клапан 3 отжимается в положение, указанное на фиг. 2, в. При этом ударник 4 еще не опирается на корпус 2 и он, продолжая движение, поворачивает клапан 3 (фиг.2.г). Увлекаемый потоком жидкости перекидной клапан 3 закрывает проходное сечение устройства. Давление ниже клапана 3 падает и поршень 5, поднимаясь, фиксирует ударник 4 в этом положении (фиг.2,д). Давление же выше клапана 3 резко возрастает и происходит гидроудар, который через корпус 2 передается на забой. Клапан 3 и ударник 4 отжимаются от стенки и начинается движение в другую сторону. Опирание свободного конца клапана 3 на торец приводит к тому, что силы реакции между корпусом 2 и концом клапана 3 меньше препятствуют открыванию клапана 3, чем при касании с вертикальной стенкой, что увеличивает диапазон изменения угла между осевой линией клапана 3 и осевой линией корпуса 2 и уменьшает возможность запирания устройства. Сопротивление подпружиненного поршня 5 открыванию приводит к увеличению силы и длительности срабатывания клапана, т.е. увеличению продольного импульса, создаваемого гидроударом, поскольку увеличивает время закрытого положения клапана 3. Выполнение корпуса телескопическим позволяет избежать воздействия ударных волн на бурильную колонку, а за счет верхнего торца нижней части 2 корпуса отразить их на забой для дополнительного воздействия на породу. Выполнение внутренней поверхности нижней части корпуса четырехгранной делает возможным более полное перекрывание проходного сечения клапаном, что приводит к усилению продольных импульсов.

Формула изобретения

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, содержащий корпус с внутренней полостью и присоединительными элементами, расположенные в корпусе друг под другом перекидной клапан и ударник в виде рычага, шарнирно соединенный с корпусом и одним плечом с клапаном, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы вибратора путем усиления продольных импульсов, он снабжен подпружиненным относительно корпуса поршнем, а ударник выполнен с дополнительным плечом, противоположно расположенным к основному плечу, причем поршень установлен с возможностью взаимодействия с дополнительным плечом ударника. 2. Вибратор по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из двух телескопически соединенных друг с другом частей, с возможностью ограниченного продольного перемещения, а клапан, ударник и поршень расположены в нижней части корпуса, установленной внутри верхней части корпуса. 3. Вибратор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что внутренняя поверхность нижней части корпуса выполнена четырехгранной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2