Колонна бурильных труб для высокочастотного бурения

 

Изобретение относится к техноло-. гни и технике бурения скважин и позволяет уменьшить износ и вибрации за счет динамической самоцентрации колонньг при высоких частотах ее вращения . Колонна содержит установленные в ее нижней части один под другим удлинители (У) 2, оси 4, 5, внутренние цилиндрические поверхности (ЦП) которых расположены по одной прямой и смещены относительно осей наружных ЦП. Причем У 2 размещены один относительно другого с совпадением осей 5 их наружных ЦП. Смещение о| осей 4, 5 наружных и внутренних ЦП определяется по следующей зависимости: о{ - t(R и -R) ( J/R, где R „ - радиус торца породоразрушающего инструмента 3 колонны, м; R - радиус наружной ЦП, м; г - радиус внутренней ЦП, м. При вращении колонны в точке контакта У 2 со стенкой скважины возникает сила трения. Она достигает величины, когда начинается качение У 2 по стенке скважины. Качение происходит только до поворота сечения У 2 вокруг оси 5 своей наружной ЦП на угол 180. Дальнейшее вращение продолжается вокруг оси скважины и вокруг центра тяжести. 5 ил. ел Од со со го ua f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ Мв @0 .а j продолжается вокруг оси скважины и вокруг центра тяжести. 5 ил. (21) 3888090/22-03 (22) 18.04.85 (46} 30.06.88. Бюл. 9 24 (71) Иркутский политехнический институт (72) И.Н.Страбыкин и В.В.Нескоромных (53) 622. 243. 5 (088.8) (56) Патент .США Ф 3382938, кл. 175-325, опублик. 1967.

Патент США Ф 3306378, кл. 175-325, опублик. 1967. (54) КОЛОННА БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к технологии и технике бурения скважин и позволяет уменьшить износ и вибрации за счет динамической самоцентрации колонны при высоких частотах ее вращения. Колонна содержит установленные в ее нижней части один под другим удлинители (У) 2, оси 4, 5, внутренние цилиндрические поверхности (ЦП) которых расположены по одной прямой и смещены относительно осей наружных

ЦП. Причем У 2 размещены один относительно другого с совпадением осей

5 их наружных ЦП. Смещение щ осей 4, 5 наружных и внутренних ЦП определяется по следующей зависимости: ц =

- ((R „ -R) (R r ) 3/R, rpe R и — радиус торца породораарушающего инструмента 3 колонны, м; R — радиус наружной ЦП, м; r — радиус внутренней ЦП, м. При вращении колонны в точке контакта У 2 со стенкой скважины возникает сила трения. Она достигает величины, когда начинается качение У 2 по стенке скважины. Качение происходит только до поворота сечения У 2 вокруг оси 5 своей наружной

ЦП на угол 180 . Дальнейшее вращение

„„SU„„1406332 А1 (Я) 4 E 21 В 17/00, 17/10

14О6332 трения F р эа счет действия радиальной центробежной силы Р „, вызванной смещением центра тяжести 6 удлинителн относительно оси вращения В.При увеличении Р ц (при росте частоты вращения a) сила трения F достигает величины, когда начинается качение (обратная процессия) удлинителя по стенке скважины 7. Но качение происходит только до поворота сечения удлинителя 2 вокруг оси своей наруж0 ной поверхности на угол 180, т.е. когда точки А и В совместятся. Дальнейшее вращение продолжается вокруг оси скважины и вокруг центра тяжести (динамическая самоцентрация), что приводит к снижению вибраций и сил трения о стенки скважины. формула изобретения

Колонна бурильных труб для высокочастотного бурения, содержащая уста-. новленные в ее нижней части друг под другом удлинители, оси внутренних цилиндрических поверхностей которых расположены по одной прямой и смеще" ны относительно осей наружных цилннд- рических поверхностей, и породоразрушающий инструмент, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшенин износа и вибрации за счет динамической самоцентрации колонны при высоких частотах ее вращения, удпинители размещены относительно друг друга с совпадением осей их наружных цилиндрических поверхностей, а смещение осей наружных и внутренних поверхностей определяется по следующей зависимости:

Изобретение относится к технолот ии и технике бурения скважин, пре>1усматривающих использование высоких частот вращения бурильных труб.

Цель изобретения — уменьшение износаа и вибрации колонны бурильных руб °

На фиг . 1 показана пр едлага емая

> олонна бурильных труб для вйсоко астотного бурения; на фиг.2 и 3—

1азрезы А-А и Б-H на фиг.1; на фиг.41 азреэ В-В на фиг.1; на фиг.5 — удли= итель и направление сил, действуюх в начальный момент вращения ко- 15

;анны, поперечное сечение.

Колонна бурильных труб для высоко астотного бурения состоит из соеди; енных между собой бурильных труб 1, асположенных один под другим уды- 20

1 телей 2 и породоразрушающего инг трумента 3.

Удлинители выполнены с внутренней наружной цилиндрическими поверх" . остями, оси которых 4 и 5 соответст=- 25

; енно смещены одна относительно друой на расстояние а, определяемое по ледующей зависимости: де R — радиус торца породоразрушающего инструмента, м;

R - радиус наружной цилиндрической поверхности удлинителя,м; радиус внутренней цилиндрической поверхности, м.

Бурильные трубы удлинители и по родоазрушающий инструмент установлены один относительно другого соосно своими внутренними цилиндрическими по- 4О верхностями. Удлинители один относительно другого размещены с совпадением осей их наружных цилиндрических поверхностей таким образом, что центры тяжести всех удлинителей лежат gg где Rqна одной прямой.

Колонна бурильных труб для высоко= К частотного бурения работает следующим образом, При больших скоростях и вращения г колонны в точке контакта удлинителя

V со стенкой скважины возникает сила радиус торца породоразрушающего инструмента, м; радиус наружной цилиндрической поверхности удлинителя, м; радиус внутренней цилиндри-, ческой поверхности удлинителя, - 1406332

ФЬЗ. 2

At8 Ю