Устройство для создания нагрузки на долото

Устройство для создания нагрузки на долото

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсккн

Социапнстическив

Республик

А Н И Е 71!268

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено12.09.77 (21)2525172/22 03 (5I)M. Кл с присоединениеи заявки ¹

E 21 B 9/08

Веудерственный комитет

СССР

Ro делам изобретений н атврытнй (23) Приоритет

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 29.01.80 (53) УДК 622.24. .05 1(088.8) Ю. С Васильев, Б. А. Васильев, В. A.Äàöåíêo, Э. П. Кайданов, В. A. Кильдибеков и Ю. Ю. Никитин (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАГРУЗКИ

HA ДСЛОТО

Предлагаемое изобретение относится к области вращательного бурения скважин, а точнее к устройствам для создания нагрузки на долото.

Известны устройства для создания на5 грузки на долото включающее корпус, ударник с двумя поршнями, верхний из которых расположен в полости, связанной с затрубным, пространством, золотниковое устройство, расположенное в напорной лиIO нии между ударником и корпусом, и размещенный во внутренней камере ударника поршневой полый клапан с ограничителями хода и с нижней тарелкой, взаимодействующей с наковальней (1);

Известное устройство создает импульсную нагрузку на долото, амплитуда которой определяется и регулируется конструктивным исполнением устройства. Недостатком этого устройства является сложность и ненадежность конструкции, потребность в подведении к устройству энергии с дневной поверхности, а так же отрицательные явления; связанные с работой долота в режиме жестких ударов.

Известно также устройство для создания нагрузки на долото, включающее корпус, размещенную в нем колебательную систему — пружину с грузом, снабженные демпфируюшей подпружиненной плашкой, взаимодействующей с относительно неподвижной частью устройства, и узел перописца, состоящий из пера и ленты для записи с приводом для протяжки (21.

Это устройство устанавливается в бурильной колонне непосредственно над долотом и позволяет создавать динамическую нагрузку на долото за счет энергии колебательной системы, колеблющейся в резонансном режиме, то есть в таком режиме, когда частота колебаний долота равна собственной частоте колебаний системы. При этом амплитуда колебаний колебательной системы может достигнуть такой величины, что динамическая нагруз. ка, обусловленная ими, приведет к нарушениям контакта долота с забоем. В пе711268 4

55 зультате механическая скорость проходки. и стойкость долота уменьшается, Уменьшение амплитуды колебаний колебательной системы в известном устройстве достигается дополнительным при>катием демпфируюшей плашки к относительно не подвижным частям устройства.

Осуществление этого способа, создание нагрузки на долото связано с трудностями определения степени прижатия демпфируюшей плашки, так как при черезмерном ее прижатии динамическая нагрузка, созданная устройством, не обеспечит эффективного бурения, а для повторного регулирования устройство необходимо извлекать из скважины.

Более эффективно регулировать амплитуду колебаний колебательной системы известными технологическими приемами, производимыми с поверхности, например изменением скорости сращения долота.

Так как" при этом изменяется частота колебаний долота, которая перестает быть равной частоте собственных колебаний системы, то динамическая нагрузка умень. шается. Изменение скорости вращения должно производиться до значения, соответствующего величине динамической нагрузки, при которой без снижения стойкости долота обеспечивается повышение эффективности бурения. Это значение в настоящее время при бурении с известными устройствами не измеряется.

Целью изобретения является обеспечение выявления связи величины нагрузки, создаваемой устройством, со скоростью

@ращения долота.

Поставленная цель достигается тем, что привод протяжки ленты выполнен в виде подпружиненного в радиальном направлении центробежного груза и имеет штыри, соединенные с корпусом, при этом центробежный груз подвижно расположен на штырях и кинематически связан с лентой.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1 с трубной надставкой 2, образующих камеру

3, в которой размещена колебательная система, состоящая из пружины 4 с грузом 5. К корпусу 1 присоединены горизонтальные штыри 6, на которых подвих но расположен центробежный груз 7 с пружиной 8, соединенной с корпусом 1, и зубчатой рейкой 9, взаимодействующей с поворотной шестерней 10, укрепленной

t0

50 на оси 11, которая размещена в гнездах

12 корпуса 1. На оси 1 1 укреплено водило 13, соединенное с лентой 14 для записи гибкой нерастяжимой тягой 15, проложенной вдоль корпуса 1 llo направляющим (на чертежах не указаны). Лента

14 для записи подвижно установлена в рамке 16, укрепленной на корпусе 1, и соединена с пружиной 17, которая укреплена на корпусе 1. В контакте с лентой

14 для записи находится перо 18, укрепленное на грузе 5.

В процессе бурения с некоторой скоростью вращения долота пружина 4 с грузом 5 совершает колебания, амплитуда которых отмечается пером 18 на ленте

14 для записи в месте соответствующем укаэанной скорости вращения. При изменении скорости вращения долота центробежный груз 7 за счет изменения. центробежной силы, действующей на пружину 8, передвигается вдоль горизонтальных штырей 6 и при помощи рейки 9 поворачивает шестерню 10 вместе с осью 11 и водилом 13 на некоторый угол, величина которого соответствует величине изменения скорости вращения. Поворот водила 13 приводит в движение соединенную с ним тягу 15, которая передвигает ленту 14 для записи в рамке 16 в новое относительно пера 18 положение, соответствующее обеспечивает натяжение тяги 15 во время движения.

Следует заметить, что кроме указанных возможны и другие варианты конструктивного выполнения отдельных элементов и узлов предлагаемого изобретения, описывать которые нет необходимости ввиду их очевидности и простоты.

Выявление связи величины динамической нагрузки, создаваемой известным устройством, со скоростью вращения долота позволяет в процессе бурения без извлечения устройства из скважины поддерживать оптимальную величину динамической нагрузки, обеспечивающую наиболее высокие показатели бурения, путем поддержания соответствующей скорости вращения долота.

Технико- экономический эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в том, что устройство для создания нагрузки на долото в отличие от известных конструкций позволяет определить оптимальную величину динамической выгрузки, при которой без снижения стойкости долота динамической нагрузки обеспечивается повышение эффективности бурения. Предварительные оценки, основанра проходки.

7 б

Фиг.1

Составитель Н. Чижикова

Редактор Н. Богатова Техред Н. Бабурка Корректор H. Стец

Заказ 8978/22 Тираж 626 Подписное

МНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

71 ные на опыте регулирования динамической нагрузки на долото при бурении в объединении "Татнефть", показывают, что экономия при применении этого устройства может составить 10 /о от стоимости метФормула изобретения

Устройство для создания нагрузки на долото, включающее корпус и размешенные в нем колебательную систему — пружину с rDyaoM и переписец, состояший. из пера и ленты для записи с приводом для протяжки, о т л и ч а ю ш е е с я

1268 тем, что, с целью обеспечения выявлена связи величины нагрузки, создаваемой устройством, со скоростью вращения долота, привод протяжки ленты выполнен в виде подпружиненного в реальном направлении центробежного груза и имеет штьри, соединенные с корпусом, при этом центробежный груз подвижно расположен на штырях и кинематически связан с лен и той.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 478927, кл. Е 21 В 9 08, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 281317, кл. E 21 В 9/08, 1968.