Способ бурения скважин

(5 ц 5 Е 02 Р 5/ ННЫЙ КОМИ НИЯМ И ОТК Т1 ТИЯМ ГОСУДАРСТ ПО ИЗОБРЕ ПРИ ГКНТ С РЕТЕНИЯ ОПИ К АВТОР ЕИЗ КОМУ С ТЕЛЬСТВУ 21) 4844807/03(71) Институт горного дела иСКОГО(56) Патент СССР М 371730,кл. Е 02 Г 5/18, 1968,Авторское свидетельствоМ. 296867, кл. Е 02 Е 5/18, 19 254) СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Сущность иэобретейия: инструменту сообщают планетарное движение по забою скважины. Одновременно корпус вращают вокруг его продольной оси. Вращение инструмента осуществляют вокруг оси, расположенной перпендикулярно к продольной оси корпуса, Центральной части инструмента придают вращение в сторойу, протйвоположную направлению вращейия его периферийной части. При этом скорости вращения корпуса и частей инструмента связаны между собой определеннйм соотношением, 1 ил,А,А,СкочинФ,ШубочСССР69,ия корпуса сти инструИзобретение относится к горному делу Цель изобретения - повышение произ- и строительству, а именно к способам меха-: водительности бурения при одновременном нического разрушения горных пород при бу- снижении динамических нагрузок на раборении. чии инструмент.Известен способ вращательного буре- - Поставленная цель достигается тем, что ния горных пород, при котором к ийстру- в способе бурения скважин, согласно кото- менту прикладывают большую осевую рому инструменту сообщают планетарное нагрузку и большой крутящий момент, Раз- движение, по забою скважины, одноврерушение породьГ при этом происходит пу-. - менно вращаю корпус вокруг его продольтем срезания стружки, ной оси, осуществляя вращениеОднако вращательный способ бурения инструмента вокруг ОСиГрасг 1 алоЖенйой весьма энергоемок и требует приложения перпендикулярно кпродольной оси корпузначительных осевых нагрузок. са, при этом центральной части инструменНаиболее близким к предлагаемому та придают вращение в сторону, способу бурения скважин является способ, . противоположную направлению вращения согласна которому инструменту сообщают его периферийной части, йричем скорости планетарное движение по забою скважины. : вращения корпуса и частей инструментасвязаны соотйошениемНедостатком этого способа бурейия яв- . г 1 сй+ б в 1 бас+ б. в,ляется его малая производительность прибурении по крепким породам, необходи- где г 1-расстояние от оси вращенмасть приложения больших осевых нагру- до центра плеча центральной чазок и, связанная с этим, большая мента, м;динамическая неуравновешенность, испытываемая рабочим инструментом.ФГ 2 - расстояние ат оси вращения корпуса до центра периферийной части рабочегоинструмента, м;б - диаметр инструмента, м;со - угловал скорость центральной части инСтрумвнта, С 1;ГО 2 - угловая скорость периферийных частей инструмента, соа - угловал скорость корпуса, с 1.Притаких скоростях вращения частейрабочего йиструменга происходит наиболее равномерная йерерабатка всех частейзабоя скважины при бурении, так как интегральная скорость остречи породаразрушающих элементов рабочего инструмента спородой получается примерно одинаковойца центральной части рабочего инструмента и на ега периферии, Кроме того, зтаобеспечивает более равномерный износ порадоразрушаощих элементов,На чертеже представлена схема рабочего инструмента.Рабочий инструмент состоит из центральной 1 и периферийной 2 частей, размещенных а коццентричцых валах,закрепленных на корпусе 3 и оращаащихсявместе скорпусом вокруг его продольнойоси 0-0 с угловой скоростью в, Кроме того,цетральая часть 1 рабочего инструментавращаетсл вокруг оси 01-01 о сторону, противоположную направлению оращецил периферийным частям 2 с различнымиугловыми скоростями й)1 и са . Скоростьсоударения рабочего элемента, разлещеного ца рабочем инструменте в какой-либоточке его рабочей поверхности, будет складываться из двух скоростей - скорости движения этога элемента ири"врщенкикорпуса вокруг его продольной оси О - О искорости этого элемента при его вращениивокруг оси 01-01, перпедикуллрной к продольной оси корпуса, Поскольку для каждойточки рабочей поверхности, т.е, длл каждогорабочего элемента скорость от вращения.относительно аси 0-0 будет различна, дляусреднения действующих усилий можнопринять за среднюю величину скорость точки на рабочей поверхности центральной части рабочего инструмента на расстоянии г 1от оси 0-0:.Тогда ца периферийной части рабочегоинструмента средняя точка будет расположена на расстоянии г 2 от тай же оси 0-0,Если приравнять эти скорости для компенсации динамических усилий ца рабочем инструменте, то получится, что угловые скорости вращения корпуса инструмента и 5 частей рабочего инструмента будут связанысоотношениемг 1 Ок + с 1 И 1 = Г 2 йк + 1 И 2где г 1 - расстблние от оси вращения корпуса до центра плеча центральной части инстру мента,м;г 2 - расстояние от оси вращения корпуса до центра периферийной части рабочего ицструмента,м;О - диаметр инструмента, м;15 ГО 1-угловая скорость центральной частиинструмента, с,В 2 - угловая скорость периферийныхчастей инструмента, с 1;м - угловая скорость корпуса, с .20Формула изобретения Способ бурения скважин, согласно которому инструменту сообщают планетарное движение по забою скважины, при этом одновременно вращают корпус вокруг ега продольной осй, о т л и ч а и щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности бурения при одновременном снижении динамических нагрузок на центральную и периферийную части инструмента, оращение инструмента осуществляют вокруг оси, расположенной к продольной оси корпуса, при этом центральной части инструмента придаот вращение о сторону, противопо- ЧГа ложную направлению вращения его периФерийной части; причем скорости вращения корпуса и частей инструмента связаны соотношениемГ 1 Фк + д ГО 1 = Г 2 ГОк + :032 40 где г 1 - расстояние от оси вращенил корпусадо центра плеча центральной части инструмента, м;г 2- расстояние от оси вращения корпуса до центра периферийной части рабочего 45 инструмента, м;д - диаметр инструмента, м;ГО 1 - угловая скорость центральной части инструмента, с:й - угловая скорость периферийныхчастей инструмента, с.оЪ - угловая скорость корпуса, с .1756475 Составитель В.Скр Техред М,Моргент Корректор О.Кравчова. едактор О.Головач Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У д, ул.Гагарина Заказ 3068 Тираж Подписнбе ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗБ; Раушская наб 4/5