Турбобур

(55 Е 21 В 4/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Целью изобретения яв ние эффективности при заб го ствола за счет уве отклонения оси долота от ос сохранении прочности резь ний корпуса, снижение изн спуско-подьемныхопераци ние контроля зарезки второ На чертеже изображен дольный разрез.яется повышеривании второличения угла и скважины при бовых соединеоса долота при х и осуществлего ствола.турбобур, про(21) 4756091/03(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники(56) Авторское свидетельство СССР М 72221, кл, Е 21 В 7/08, 1945.Авторское свидетельство СССР М 1159998, кл, Е 21 В 7/08, 1983.(57) Изобретение относится к бурению скважин и позволяет повысить эффективность при забуривании второго ствола за счет увеличения угла отклонения оси долота (Д) от оси скважины при сохранении прочности резьбовых соединений корпуса (К), снизить износ Д при спуско-подьемных огерациях, осуществить контроль зарезки второго ствола. Турбобур содержит К 1 с установленным в нем посредством радиально-упорных подшипников 2 валом 3, На К 1 установлен. Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано при эабуривании второго ствола скважины. опорный элемент 5, Оси вала 3 и внутренней цилиндрической поверхности (ЦП) 7 К 1 наклоненыы под острым углом Р к оси его внешней ЦП 8, С колонной бурильных труб 10 К 1 соединен посредством переводника 9, Материал последнего имеет величину модуля упругости меньше, чем у материала корпуса 1 и колонны бурильных труб 10, Ось резьбового соединения переводника 9 с К 1 наклонена под острым углом у к оси внешней ЦП 8 в апсидальной плоскости турбобура. Рабочие органы 6 последнего выполне)1 ы в виде прапеллерных турбин, При спуске турбобура в скважину благодаря тому, что переводник 9 имеет большую деформационную способность, ограничивается величина усилия, прижимающего Д 4 к стенке скважины. В результате снижается износ элементов Д 4 при доводке его к месту зарезки. 3 з.п.ф-лы, 1 ил,Турбобур содержит корпус 1 и установленный в нем посредством радиально-упорных подшипников 2 вал 3 с долотом 4. На верхней части корпуса 1 в его апсидальной плоскости установлен опорный элемент 5, Расстояние от края опорного элемента 5 до места контакта корпуса 1 со стенкой скважины не превышает диаметра долота 4. Рабочие органы 6 турбобура выполнены в виде пропеллерных турбин. Оси вала 3 и внутренней цилиндрической поверхности 7 корпуса 1 наклонены под острым углом /)к оси внешней цилиндрической поверхности 8са,корпуса 1. Этот угол определяется из выражения 19 ф -х-х где Х 1 - максимальная толщина корпуХ - минимальная толщина корпуса;- расстояние между верхней и нижнейрадиальными опорами вала турбобура.Угол наклона вала к оси скважиныр = а+р где а.-угол наклона корпуса косискважины, определяемый иэ выраженияО - Оща- -- - 21где Од - диаметр долота;От - диаметр турбобура;1 - расстояние от места контакта верхней точки турбобура со стенкой скважиныдо нижней кромки долота.Переводчик 9 соединяет корпус 1 с колонной бурильных труб 10. Ось резьбовогосоединения переводника 9 с корпусом 1 наклонена под острым углом ",г к оси поверхности 8 в апсидапьной плоскости турбобурадля небольшого прижатия долота 4 к стенкескважины. ВеличиНа модуля упругости материала переводника 9, выполненного, например, из дюралюминия, меньше, чемвеличина модуля упругости материалов корпуса 1 и колонны бурильных труб 10, выполненных иэ стали.Для гарантирования зарезки второгоствола, особенно в твердых породах, отклоняющую силу стремятся получить возможнобольшей. Кроме того, для облегчения и интенсификации эарезки компоновка выполняется так, чтобы угол между осями долотаи скважины получался возможно большим,Применение больших отклоняющих сил вкомпоновках ограничивается, с одной стороны, сложностью продвижения компоновки по стволу скважины, а, с другой стороны,затруднением запуска турбобурз из-эабольших моментов вращения, возникающих на долоте,Удельные моменты при зарезке кратнопревосходят удельные моменты при обычном бурении.При спуске турбобура в скважину благодаря тому, что переводник 9 обладаетбольшой деформационной способностью,ограничивается величина усилия, прижимающего долото 4 к стенке скважины, В результате снижается износ рабочихэлементов долота 4 при доводке его к местузарезки, Ограничение силы, прижимающейдолото к стенке скважин в процессе бурения, и увеличение частоты вращения необходимы по ряду причин; 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 уменьшение прогиба корпуса 1, о; рицательно сказывающегося на процессе эареэки, так как прогиб корпуса 1 уменьшает угол между осью долота 4 и осью скважины;снижение потребной величины момента на долоте 4, что позволяет забуриваться на высоких оборотах;снижение амплитуды крутильных колебаний низа бурильной колонны, отрицательно влияющей на процесс зареэки;возможность работы турбобура в режимах, близких к разгонным, так как зареэки второго ствола представляет собой процесс фрезерования стенки скважины, которому показан высокооборотный режим работы,пропорционально квадрату частоты вращения увеличивается кинетическая энергия вращающейся массы, которая в большей степени поглощает пики моментов, возникающих на долоте 4, а следовательно, снижает амплитуду крутипьных колебаний, что, в свою очередь, в большей степени обеспечивает непрерывный контакт долота 4 со стенкой скважины в заданной точке;улучшение запуска турбобура, так как удельный момент от отклоняющей силы значительно больше, чем от осевой нагрузки,Для контроля процесса зарезки второго ствола и режима работы туобобура последний комплектуется пропеллерными турбинами, у которых восрастающая линия давления от холостого хода к тормозу,При высокооборотном режиме эарезки второго ствола рекомендуется для зарезки использовать либо алмазные зарезные долота, либо безопорные долота из "Славутича" типа ИСМ,Формула изобретения 1. Турбобур, содержащий корпус с установленным в нем посредством радиапьноупорных подшипников валом, рабочие органы и опорный элемент, устансуленный на корпусе, отп ича ю щи йс я тем,что,с целью повышения эффективности при забуривании второго ствола эа счет увеличения угла отклонения оси долота от оси скважины при сохранении прочности резьбовых соединений корпуса, оси вала и внутренней цилиндрической поверхности корпуса наклонены под острым углом к оси внешней цилиндрической поверхности корпуса.2, Турбобур поп.1, отличающийся тем, что, с целью снижения износа долота при спуска-подъемных операциях, материал переводника, соединяющего корпус с колонной бурильных труб, имеет величину модуля упругости меньше, чем у материала корпуса и колонны бурильных труб,3. Турбобур по п 1, отл ича ющийся тем, что, с целью осуществления контроля1696661 Составитель А. ХромТехред М,Моргентал орректор И. Мус р Г,Н Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аз 4286ВНИИПИ Госуд Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,зарезки второго ствола, рабочие органы выполнены в виде пропеллерных турбин.4, Турбобур поп.1, отл ич а ющийся тем, что ось резьбового соединения переводника с корпусом наклонена под острым углом к оси внешней цилиндрической поверхности корпуса в апсидальной плоскоститурбобура,