Бур реактивно-турбинный

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 9) (11 428 СПУБЛИК 11 Е 21 Р 1/06 Щ 1 ъ ъ1 В 7 ТОь,. БРЕТЕНИ ЛЬСТВ ас- ин 4 йь Я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМ,Ф СВИ(71) Всесоюзный ордена Трудового Крного Знамени научно-исследовательскийститут буровой техники.(54) (57) 1. БУР РЕАКТИВНО-ТУРБИННЫЙ, содержащий корпус, турбобуры и долота с корпусами и шарошками, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости бура и улучшения качества ствола скважины корпус каждого долота снабжен ограничителями поперечных колебаний, расположенными между смежными шарошками, причем разность между номинальным диаметром долота и диаметром корпуса долота по ограничителям поперечных колебаний меньше разности между номинальным диаметром бура и диаметром бура при положении двух смежных шарошек каждого долота на максимальном и равноудаленном расстоянии от оси бура.2. Бур по п. 1, отличающийся тем, что ограничители поперечных колебаний бура армированы упругим материалом, 11Изобретение относится к буровой технике, в частности к конструкциям реактивно-турбинных буров для бурения скважин и стволов большого диаметра.Реактивно-турбинный бур - разновидность планетарного бура, в котором долота врашаются вокруг собственных и одновременно вокруг оси бура,Известны реактивно-турбинные буры, содержащие корпус, турбобуры, и долота 1.Недостаток известных буров - необходимость при запуске агрегата вращать их ротором через буровую колонну, что требует дополнительных затрат мощности, снижает вертикальность ствола скважины и увеличивает вероятность аварии из-за поломки бурильных труб. Этот недостаток определяется малыми зазорами между стенкой скважины и корпусом бура.Наиболее близок к известному реактивно-турбинный бур, содержащий корпус, турбобуры и долота с корпусами и шарошками, особенностью которого, как и всех реактивно-турбинных буров, является большая разность между диаметром бура и диаметром корпуса бура, благодаря чему в процессе бурения образуется значительный зазор между стенкой скважины и корпусом бура, что дает возможность вращаться буру от реактивного момента 2.Недостатки известного бура - низкая стойкость подшипниковых опор долота и его вооружения и низкое качество ствола скважины (большая разработка его диаметра и отклонение оси от вертикали.Цель изобретения - повышение стойкости бура путем уменьшения износа опор долота, турбобура и вооружения долот, а также улучшение качества ствола скважины путем предотвращения разработки ствола и уменьшения отклонения оси скважины от вертикали,Указанная цель достигается тем, что бур реактивно-турбинный, содержащий корпус, турбобуры и долота с корпусами и шарошками, корпус каждого долота снабжен ограничителями поперечных колебаний, расположенными между смежными шарошками, причем разность между номинальным диаметром долота и диаметром корпуса долота по ограничителям поперечных колебаний меньше разности между номинальным диаметром бура и диаметром бура при положении двух смежных шарошек каждого долота на максимальном и равноудаленном расстоянии от оси бура.При этом ограничители поперечных колебаний бура армированы упругим материалом.Такое выполнение бура уменьшит его поперечные колебания в скважине (амплитуда будет ограничена ограничителями поперечных колебаний), что снизит ударные нагрузки на долото от стенки скважины и приведет к увеличению стойкости опор до 104283 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лота и турбобура, вооружения доло;, а так же уменьшит разработку стенок скважины и, как следствие этого, - уменьшит отклонение скважины от вертикали.На фиг. 1 показан реактивно-турбинный бур, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1 при максимальном диаметре бура по шарошкам; на фиг. 3 - то же, при минимальном диаметре бура; на фиг. 4 то же, при поперечном смещении бура относительно скважины.Бур реактивно-турбинный содержит корпус, состоящий из траверсы 1 и грузов 2. В корпусе установлены турбобуры 3 с долотами 4 номинального диаметра д,. Когда одна из шарошек 5 долота находится на максимальном удалении от центра бура О (фиг. 2), происходит калибрование стенок скважины, диаметр бура при этом максимальный и равен номинальному диаметру бура О. Когда две смежные шарошки 6 и 7 долота находятся на максимальном и равно- удаленном расстоянии от оси бура (фиг. 3), то диаметр бура по шарошкам минимальный (Рцн). Долото 4 имеет номинальный диаметр по шарошкам д. Диаметр корпуса долота по огра ничителям поперечных колебаний, расположенным на корпусе долота 9 между смежными шарошками, равен д (фиг. 3).Максимальную величину смещения бура (и его центра) относительно центра скважины определяют ограничители 8 (фиг. 4), которые могут быть армированы упругим материалом 1 О. Бур реактивно-турбинный работает сле. дувшим образом.Рабочая жидкость через траверсу 1 попадает в турбобуры 3 и приводит во вращение долота 4. От соприкосновения долот с забоем возникает реактивный момент, от действия которого бур начинает вращаться вокруг своей оси, Нагрузка на забой создается в основном грузами 2. При вращении бура от неуравновешенных сил и из-за неровностей на забое и стенках скважины возникают поперечные колебания (вибрация) бура, Ударные нагрузки, возникающие от поперечных колебаний бура в тот момент, когда диаметр бура по шарошкам долота минимальный, воспринимаются не шарошками 6 и 7, а ограничителями 8 на корпусе 9 долота, находящимися ближе к стенке скважины, чем шаршки. При уменьшении поперечных колебаний бура уменьшается и величина ударов долота о стенку скважины, Так как эти удары передаются через долото на вал турбобура, увеличивается и стойкость опор турбобура.Для того, чтобы поперечные колебания бура воспринимались ограничителями 8, а не шарошками, разность между номинальным диаметром долота (д 4 ) и диаметром корпуса долота по ограничителям (д ) должна быть меньше разности между номинальным диаметром бура (Р) и диаметром бура при таком расположении его долот, при котором две смежные шарошки каждого долота установлены на максимальном и равно- удаленном расстоянии от оси бура (Рюв), т. е. между геометрическими параметрами бура должны быть выполнены следующие:4 - с( ( Р - Рнцнили(д (Р - Рнин) с 4дЭто соотношение является необходимым и достаточным для достижения цели по следующим причинам.Диаметр долота по выступам д не может быть больше диаметра долота д, так как таким долотом было бы невозможно бурить; не может диаметр д и быть равным д так как даже при небольшом износе долот (уменьшении их калибрующих размеров) диаметр их корпуса по ограничителям также стал бы больше диаметра долота. Следовательно, диаметр д должен быть меньше диаметра долота дд. С другой стороны, как видно на фиг. 3 и 4, для того, чтобы в момент, когда диаметр бура минимальный, удары от поперечных колебаний бура воспринимались не шарошками, а ограничителями 8, диаметр д должен быть оольше дА (ШРцн). Как видно из этой зависимости, диаметр с 1 Х 1 - (Р - Р), т.е.д Р РкинСледовательно, для ограничения поперечных колебаний бура в скважине диаметр корпуса долота по ограничителям выбирается в зависимости не только от диаметра долота, но и от минимального и номинального диаметра бура, а именно разность меж ду номинальным диаметром долота и диаметром корпуса долота по ограничителям поперечных колебаний меньше разности между номинальным диаметром бура и диаметром бура при положении двух смежных шарошек каждого долота на максимальном и равноудаленном расстоянии от оси бура.Ограничители поперечных колебаний 8армированы снаружи упругим материалом 10. Упругий материал на ограничителях смягчает удары долот о стенки скважины и уменьшает износ долот и опор турбобуров. Применение предложенного бура позволит увеличить проходку на долото в результате повышения стойкости опор шарашек, турбобура и вооружения долот, а так же повысить качество ствола скважины врезультате уменьшения разработки диаметра скважины и отклонения ее оси от вертикали.ставитель Л. Ч хред И. Верес раж 436 твенного бретений 35, Раув г, Ужгор пенк комитета С и открытии ская наб., од, ул. Пр 4/5тная, 4 Т Государ елам изо сква, Ж -Патент, наКорректор С. ЧерниПодписноеССР