268341

О П И С А Н И Е 268341ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства Мд Кл. 5 а, 19,08 Заявлено 27.111.1951 ( 575219/22 1 соединением заявки Приорит Номитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров СССРЭ. И. Тагиев и С. Л. Залки Заявитель ПОСОБ ПОДАЧИ ДОЛОТА И УСТАНОВЛЕНИЯ НАГРУЗКНА ЗАБОЙ ПРИ ТУРБИННОМ БУРЕНИИ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ центробежным насосом и стройство отличаетс изменение перепада осуществляют прикоростн вращения в жидкости или в уси Предлагаемое у вестных тем, что ния под поршнем преобразователя с бобура в давление от из- давлеомощи а турие тя. Изобретение относится к способу подачи долота и установления нагрузки на забой при турбинном бурении путем осуществления подачи только нижней частью инструмента, которая телескопически связана с колонной бу рильных труб и снабжена поршневым устройством.По известному способу подача осуществляется под действием постоянного перепада давления на поршень для поддержания посгоян ной нагрузки на забой. Такой спосоо неудобен тем, что нельзя гсуществлять регулирование нагрузки на забой при изменении 1 вердости пород и износе долота,Для повышения эффективности процесса 15 бурения предложено перепад давления под поршнем регулировагь в зависимости от геологических условий, числа оборотов и крутящего момента турообура.Известно устройство для осуществления 20способа, которое содержит турбобур с долотом, подвешенный на штоке поршня гидроцнлиндра, свинченного с нижней частью колочны бурильных труб. ги, например лч регулятором,Последний гидравлнчески или механическисвязан с камерой переменного объема н перепускным клапаном двойного действия, встроенных в поршень гндроцплпндра и соединенных каналами с полостью высокого давленияи с затрубным просгранством, Это позволяетосуществлять оптимальное регулирование нагрузки долота на забой.На фнг. 1 изображено предлагаемое устройство, вертикальный осевой разрез по поршню,на фпг. 2 - то же, разрез по турбобуру и насосу; на фиг. 3 - регулиру ощее устройство,вид сверху; на фиг. 4 - разрез по А - А нафиг. 3; на фиг, 5 - центробежный регулятор,вавиант выполнения.Устройство для автоматического регулирования подачи долота н нагрузки на забой содержит турбобур 1, на валу которого устанавливается центробежный насос 2 или центробежный регулятор. К выходному отверстию центробежного насоса подсоединена труба 3, за.тем расположена соединигельная муфта Х итрубка 5, которые передают давление к регулирующему устройству, размещенному в поршне регулятора,Турбобур 1 навинчнвается на полый шток брегулятора который,в свою очередь соединис поршнем / квадратной штангой 8 и уплот60 65 3няющим малым поршнем 9. Это все образует подвижную систему регулятора, которая своим весом и давлением глинистого раствора поддерживает нагрузку,на забой,Наружная сторона штока б уплотнена манжетными сальниками 10, расположенными в крышке 11. Поршень 7 ходит свободно в трубе 12, Последняя соединена крышкой с трубой 13, внутри которой ходит малый поршень 9, с квадратным отверстием, Это составляет неподвижную систему, связанную с колонной бурильных труб.При полной расчегной нагрузке на забойгидростатическое давление жидкости под поршнем 7 и над поршнем одинаковое, и поршень вместе с подвижной системой опускается по мере разбуривания породы, поддерживая необходимую нагрузку на забой. При этом раствор из-под поршня 7 перепускается сквозь него в,надпоршневое пространство.Уменьшение нагрузки на забой и приподнимание подвижной системы производится подьемом давления жидкости под поршнем путем перепуска прокачиваемого при,высоком давлении раствора через поршень 7.Работает устройство для регулирования давления под поршнем в зависимости от числа оборотов турбобура следующим образом.Давление, развиваемое центробежным насосом 2, по трубке 5 передается в камеру 14 из эластичного материала, Камера, раздуваясь, приподнимает шайбу 15 и толкает два штока 1 б. Последние нажимают на тарелку 17, связанную шарниром 18 и пальцем 19 с корпусом поршня 7, Тарелка 17 приподнимает или опускает клапан 20, сжимая или отпуская пружину 21, укрепленную на штоке 22. Клапан может садиться в седло подвижной втулки 23, имеющей уплотнение со стенкой втулки 24.Подвижная втулка 23 своим хвостом нажимает на клапан 25, открывает его, и раствор труб через камеру 2 б поступает в камеру 27 и далее по каналу 28 - под поршень, Поршень уплотняется манжетными кольцами 29, присоединенными к кольцам 30.После пуска турбобура, спущенного в скважину, долото подводится к забою и постепенно нагрузка на забой повышается до рабочего максимума. Затем инструмент, опускается на длину хода поршня 7, который принимает положение, показанное на фиг. 1. После этого процесс бурения ведется автоматически без участия бурильщика, Инструмент придерживается тормозом лебедки или устанавливается с помощью элеватора на ротор.Промывка осуществляется с помощью легкого типа вертлюга или специальной промывочной головки, навернутой на верхний конец квадрата.При полном числе оборотов вала 31 турбобура на режиме холостого хода или при слабой нагрузке на забое центробежный насос 2 создает наибольшее давление в камере 14, которая, расширяясь, поднимает шайбу 15 и два 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4штока 1 б, Последние, нажимая на тарелку 17, сжимают пружину 2 и приподнимают клапан 20. После этого полый,вес подвижной системы регулятора и давление раствора на малый поршень целиком передаются на долото, и бурение ведется при наибольшей и постоянной нагрузке ча забой.Поршень, опускаясь вместе с подвижной си стемой, будет вытеснять раствор, который сво бодно вытекает по каналам 28 и 32 и дальше из камер 27 и 33 через прорези клапана 20 поступает в надпоршневое пространство и в сиважи,ну.Давление,в камере 14 может повышаться и другим устройством, связанным с валом турбобура, например центробежным регулятором, которое работает следующим образом.Два обтекаемых груза 34 вращаются валом 31 турбобура и в зависимости от числа его оборотов приподымаются на соответствующий угол с вертикалью. При этом они поднимают рычагами 35 шайбу 35 и клапан-поршень 37, который перекрывает отверстие 38 в трубке 5. Тогда поток промывочной жидкости попадает в воронку 39 и далее по отверстию 40 в трубку 5. Это повышает за счет потери кинетической энергии давление в ней, которое будет пропорционально числу оборотов вала турбобура и достигает минимума при его остановке и максимума при холостом ходе.Прп полной расчетной загрузке число оборотов устанавливается 300 - 400 об 1 мин. При этом клапан 20, опустившись, пропускает тот небольшой объем жидкости, который вытекает из-под поршня при нормальной подаче инструмента.Если число оборотов долота упадет ниже нормы, клапан 20, опустившись, перекроет отверстие, и давление под поршнем повышается за счет дросселирования вытекающей жидкости. Тем самым нагрузка на забой и скорость подачи инструмента снизятся.Если нагрузка на турбобур увеличится настолько, что вызовет его остановку, перепад давления внутри и снаружи камеры 14 упадет до нуля, Шайба 15 и штоки 1 б при этом опустятся, и тарелка 17 под нажимом пружины 21 надавит на клапан 20, а он, в свою оче редь, опускает втулку 23. Последняя откроет клапан 25. Тогда промывочная жидкость под высоким давлением (50 в -110 атм)1, пройдя щелевой фильтр 41, камеры 25 и 27 и каналы 28 и 32, попадет под поршечь, поднимает подвижную систему регулятора до тех пор, пока разгруженный турбобур не восстановит заданное число оборотов Предмет изобретения 1. Способ подачи долота и установления нагрузки на забой при турбинном бурении, при котором нижнюю часть инструмента, телескогически связанную с колонной бурильных труб и снабженную поршневым устройством,опускают под действием перепада давления промывочной жидкости, отлачающайся тем, что, с целью повышения эффективности процесса бурения, перепад давления под поршнем регулируют в зависимости от геологических условий, числа оборотов и крутящего момента турбобура,2. Устройство для осуществления способа по п, 1, включающее турообур, подвешенный на штоке поршня гидроцилиндра, отличаощееся тем, что, с целью осуществления оптимального регулирования нагрузки долота на забой, вал турбины снабжен преобразователем скорости вращения в давление жидкости или в усилие тяги, например центробежными насо сом пли регулятором, гидравлпчески или механически связанным с камерой переменного объема и перепускным клапаном двойного действия, встроенныг в поршень гидроцнлнндра и соединеннык каналами с полостью вы.10 сокого давления п с затрубным пространством.268341 А 20 23 л 3 г б 5 ставитель В. Сатаровхред 3, Н, Тараненко Корректор С. М. Сигал В. Смирягина Заказ 2192/6 Тираж 480 Подпис,ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССМосква Ж, Раушская паб., д. 4/5 ипография, пр. Сапунова,