406001

ОПИСАНИЕИ 306 РЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 406001 Союз Советских Социалистицеских Республик(51) М. Кл, Е 21 Ь 3/12 асударствеиимй камитеСаввта Мииистрав СССРва делам изобретенийи аткрмтий(71) Заявители Специальное проектно-конструкторское бюро средств матизации добычи нефти, транспорта и хранения газ 4) ЗАБОЙНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИ ПОДАЧЕЙ ДОЛОТАИзобретение относится к бурению глубоих нефтяных и газовых скважин. Известно забойное устройство управленияподачей долота, содержащее скрепленный с,колонной бурильных труб гидроцилиндр подачи с полым штоком, образующими надпоршневые и подпоршневые полостии скрепленный с корпусом турбооура полый шток,внутренняя полость которого сообщена с по- голостью бурильных труб и надпоршневой полостью гидроцилиндра, связанный с золотниковым,распределителем центробежный регулятор, вал которого связан с приводом маслонасоса, а золотниковый распределитель н перепускной клапан - с запирающим элементом,Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно снаожено сообщеннымс внутренней, полостью штока редуктором давления с,регулирующим устройством, дополнительным гидроцилиндром, шток которого связан через систему рычагов с запирающим элементом перепускного клапана и регулирующимэлементом золотника, а его надпоршневая полость сообщена через золовнвковый,распределитель с,маслонасосом, причем подпоршневыеполости гидроцилиндра подачи сообщены с перепуакным клапаном. Устройство моиет бытьснабжено таходатчвком, вал которого скреп- З лен с валом центробежного регулятора. Зго повышает эксплуатационную надежность устройства,На фнг. 1 изображено предлагаемое устройство; н а фиг. 2 - кинем атическа я схем а.Забойное устройство состоит из корпуса 1, внутри которого смонтированы втулки 2 и 3, разделенные кольцевой перегородкой 4. Во втулках 2 и 8 расположены силовые поршни 5 и б, жестко соединенные между собои составным полым штоком 7. Наружная поверхность нижней части штока 7 снабжена шлицами 8, взаимодействующими со шлицами 9 корпуса 1, что предотвращает проворачивание штока относительно корпуса, Нижниц конец составного штока 7 посредством, резьбового соединения сочленен с трубобуром 10,.Верхняя часть корпуса 1 посредством переходника 11 жестко соединяется с бурильными трубами 12, В верхней части составного полого штока 7 смонтированы седло 18, пооходное сечение которого периодическими пере,крывается силовым клапаном 14. Последний посредством малого штока 15 жестко связан с поршнем 1 б, который расположвн в малом цилиндре 17, в нижней стенке которого,расположено малое седло 18, в которое периодически садится управляющий клапан 19, шток которого проходит внутри направляющей 20. Внутренняя полость направляющей герметн5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 зирована от внешней среды сильфоном 21, который герметично соединен с управляющим клапаном 19 и направляющей.Направляющая 20 герметично соединяется с контейнером 22, внутри которого смоптирозаны измерительные регулирующие элементы.Полости 23 и 24, расположенные под силовыми поршнями 5 и 6, посредством каналов 25 и 26, через, регулирующие элементы сообщаются с затрубным пространством через канал 27 и с внутренней полостью штока 7. Верхняя полость силового поршня 6 сообщается с внутренней полостью штока 7 через канал 28. Ввод оборотов в контейнер 22 осуществляется через кривой вал 29, который посредством лопатки 30 подвижно связан с валом 31 турбины 10. Конец кривого вала 29, геометрическая ось которого расположена параллельно геометрической оси контейнера 22, сочленен с валом винтового масляного насоса 32, расположенного внутри контейнера 22, с центробежным регулятором 33 и через редуктор 34 и кулачковый механизм 35 приводит в движение шток 36, на котором смонтирован управляющяй клапан 19.Центробежный регулятор 33 через тягу 37, рычаг 38 связан со штоком золотникового распределителя 39, распределительные полости которого посредством маслопроводов сообщаются с гидроцилиндром 40, поршень 41 которого через малый шток 42, тяги 43 .и 44 и рычат 45 связан с регулируемыми упругими элементами 46.и 47 предохранительного регулируемого клапана 48 и редуктора 49 давления. Полость 50 контейнера 22 заполнена маслом.Устройство работает следующим образом, Осевое усилие на долоте, определяющее обороты .вала 31 турбобура 10, создается перепадом давления, являющегося разностью между давлением, действующим на верхние площади поршней 5 и 6 со стороны полости штока 7 и давлением, действующим на нижние площади поршней 5 и 6 со стороны полостей 23 и 24, Эффективное,разрушение горных пород долотом обеспечивается при оборотах вала-турбобура, лежащих в определенных пределахкогда ооороты не превышают предельно допустимые максимальные обороты и не снижаются ниже допустимо минимальных ооо ротов. При возрастании оборотов валатуроооура выше максимально,допустимых центробежный, регулятор 33 посредством тяги 37, рычага 38 перемещает шток золотникового распределителя 39, сообщая правую полость гидроцилиндра 40 с нагнетательной линией масляного насоса 32, При этом малый шток 42 пооредсгвом тяг 43 и 44,и рычага 45 уменьшает порог срабатывания предохранительного регулируемого клапана 48 путем изменения упругой деформации упругого элемента (пружины) 46,и одновременно увеличивает редукцию редуктора 49 путем уменьшения деформации упругого элемента 47. В результате давление в полостях 23 и 24 уменьшается за счет частичного сбрасывания избытка давления через предохранительный клапан 48 в затрубное пространство, при этом увеличивается перепад давления, действующего на суммарную площадь поршней 5 и 6, а следовательно, увеличивается, осевое давление на долото до тех пор, пока не восстановятся до номинальной величины обороты вала турбобура. При снижении оборотов вала турбобура ниже допустимой величины центрооежный регулятор 33 перемещает посредством тяг 37 и рычага 88 шток золотникового распределителя 39 в противоположном рассмотренному выше случаю направленни и сообщает левую полость гидроцилиндра 40 с нагнетательной линией масляного насоса 32.При этом малый шток 42 поршня 41 посредством тяг 43 и 44,и рычага 45 увеличивает двформацию упругих элементов (пружин) 46,и 47, предохранительного клапана 48 и редуктора 49. Увеличивается порог срабатывания предохранительного клапана 48 и уменьшается редукция редуктора 49, вследствие чего давление в полостях 23 и 24 увеличивается, что приводит к уменьшению периода давле ния, действующего на поршни 5 и 6, а следовательно, к уменьшению осевого усилия на долоте,и к восстановлению оборотов вала турбобура в номинальных пределах.Расход промывочной жидкости, затрачиваемый на операции регулирования, чрезвычайно мал по сравнению с эффективным,расходом через турбину и определяется величиной вытесненного объема жидкости из полостей 23 и 24 при перемещении поршней 5 и 6 на величину рабочего хода.Одновременно вращательное движение кривого вала 29 после понижения редуктором 34 преооразуется кулачковым механизмом 35 в возвратно-поступательное движение штока Зб с периодом, пропорциональньвм,оборотам вала турбобура,Верхний конец штока 36 снабжен клапаном 19, который периодически садится в седло 18 гидроусилителя 17.Гидроусилитель посредством клапана 14 периодически, с частотой, равной частоте движения клапана 19, частично перекрывает пароходное сечение седла 13, расположенного в верхней части полого штока 7.Гидравлические, импульсы давления, с частотой, пропорциональной оборотам вала турбобура, распространяются вдоль канала бурильных труб, достигают поверхности, где принимаются соответствующей приемной аппаратурой и преобразуются в угол отклонения стрелок показывающего и регистрирующих приборов, сигнализируя о качестве регулирования, о начале взвода, т. е. по мере перемещения штока 7,поршни 5 и 6 достигают своих крайних нижних положений, исчерпывая запас хода. При этом регулирующая способность устройства нарушается, обороты .повышаются выше допустимого значения, что и определяется по показателям наземных приборов.Для восстановления регулирующего режима забойного устройства необходимо взвести его путем подачи бурового инструмента на необходи,мую величину.Применение устройства обеспечивает эффективную работу турбобура при проводке глубоких скважин с максимальным использованием гидравлической мощности буровой установки.Пр едмет,из об р е ген ия1, Забойное устройство управления подачей долота, содержащее скрепленный с колонной бурильных труб гидроцилиндр подачи с полым штоком, образующими надпоршневые ,и подпоршневые полости, и скрепленный с корпусом турбабура полый шток, внутренняя полость которого сооощена с полостью бурильных труб и надпоршневой полостью гидроцилиндра, связанный с золотниковым распределителем центробежный регулятор, вал которого связан с приводом маслонасоса, а 5 клапзолотниковый распределитель и перепускной клапан - с запирающим элементом, от гичаюигийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства, оно снабжено сообщенным с полостью штока редуктором давления с регулирующим устройством, 1 О дополнительным гидроцилиндром, шток которого связан через систему рычагов с запирающим элементом перепускного клапана и регулирующим элементом золотника, а его надпоршневая полость сообщена через зо,чот 11 и ковый распределитель с маслонасосом, причем подпоршневые полости гидроцилиндра подачи сообщены с перепускным клапаном.406001 Составитель В, Косталевскийедактор С. Титова Техред Л. Богданова Корректор Н. Торкина аказ б 15ЦНИИ Подписив СССР и. Харьк. фил. пред, Патен Изд,254Государственного коми по делам изобретен Москва, Ж, Рауш Тираж 554ета Совета Минисй и открытий кая наб д. 4/5