Устройство для создания нагрузки на долото

(22) Заявлено 12.09.77 (21) 2525172/22-03 (5 ) М. Кл. с присоединениеи заявки Лв Е 21 В 9/08 Ввудврстввнный квкитвт СССР в делам изобретений н втврытнй(23) Приоритет Опубликовано 25,01,80, Бюллетень Ж 3 Дата опубликования описания 29.01.80(72) Авторы изобретения Всесоюзный ордена Трудового Красного Знаменинаучно-исследовательский институт буровой техники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАГРУЗКИ НА ДСЛОТОПредлагаемое изобретение относится к области вращательного бурения скважин, а точнее к устройствам для создания нагрузки на долото.Известны устройства для создания на 5 грузки на долото включающее корпус, ударник с двумя поршнями, верхний из которых расположен в полости, связанной с затрубным,пространством, золотниковое устройство, расположенное в напорной ли 1 О нии между ударником и корпусом, и размещенный во внутренней камере ударника поршневой полый клапан с ограничителями хода и с нижней тарелкой, взаимодейст. вуюшей 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 121.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 пе 711268 445 зультате механическая скорость проходки.и стойкость долота уменьшается, Уменьшение амплитуды колебаний колебательной системы в известном устройстведостигается дополнительным прикатиемдемпфируюшей плашки к относительно неподвижным частям устройства.Осуществление этого способа, созда.ние нагрузки на долото связано с трудностями определения степени прижатия демпфирующей плашки, так как при чрезмерном ее прижатии динамическая нагрузка,созданная устройством, не обеспечитэффективного бурения, а для повторногорегулирования устройство необходимо извлекать из скважины,Более эффективно регулировать амплитуду колебаний колебательной системыизвестными технологическими приемами,производимыми с поверхности, напримеризменением скорости срашения долота.Так как" при этом изменяется частота колебаний долота, которая перестает бытьравной частоте собственных колебанийсистемы, то динамическая нагрузка уменьщается. Изменение скорости вращениядолжно производиться до значения, соответствующего величине динамической нагрузки, при которой без снижения стойкости долота обеспечивается повышениеэффективности бурения. Это значение внастоящее время при бурении с известными устройствами не измеряется.Целью изобретения является обеспечение выявления связи величины нагрузки,создаваемой устройством, со скоростьюЦращэния долота.Поставленная цель достигается тем,что привод протяжки ленты выполнен ввиде подпружиненного в радиальном направлении центробежного груза и имеетштыри, соединенные с корпусом, при этомцентробежный груз подвижно расположенна штырях и кинематически связан с лентой.На фиг. 1 представлено устройство,разрез; на фиг. 2 - разрез А-А нафиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б нафиг. 1,Устройство состоит из корпуса 1 струбной надставкой 2, образующих камеру3, в которой размещена колебательнаясистема, состоящая из пружины 4 с грузом 5. К корпусу 1 присоединены горизонтальные штыри 6, на которых подвихно расположен центробежный груз 7 спружиной 8, соединенной с корпусом 1,и зубчатой рейкой 9, взаимодействующейс поворотной шестерней 10, укрепленной 5 10 15 20 25 30 35 40 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 по 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 сквах(ины поддерживать оптимальную величину динамической нагрузки, обеспечивающую наиболее высокие показатели бурения, путем поддержания соответствующей скорости вращения долота.Технико- экономический эффект от ис.пользования 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. Составитель Н. ЧижиковаТехред Н. Бабурка Коррек ктор Н. Богато Тираж626ударственного комитета СССизобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб.,8978/22МНИИПИ Гопо делам113035, М дписн илиал 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 размещенные в нем колебательную систему - пружину с гоузом и переписец, состоящий. из пера и ленты для записи с приводом для протяжки, о т л и ч а ю щ е е с я 1268тем, что, с целью обеспечения выявленасвязи величины нагрузки, создаваемойустройством, со скоростью вращения долота, привод протяжки ленты выполнен ввиде подпружиненного в реальном направлении центробежного груза и имеет штыри, соединенные с корпусом, при этомцентробежный груз подвижно расположенна штырях и кинематически связан с ленво той. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР478927, кл, Е 21 В 9 08, 1970,15 . 2. Авторское свидетельство СССР281317, кл. Е 21 В 9/08, 1968.