Устройство для бурения с разновращающимися коронками

Изобретение относится к инструментам и устройствам для проводки нефтяных и газовых скважин методом шлангового бурения и предназначено для снятия крутящего момента со шланга. Устройство для бурения включает турбобур, разновращающиеся буровые коронки и дифференциальный механизм. Турбобур состоит из статора и двух роторов – наружного и внутреннего. В устройство дополнительно введены наружные и внутренние зубчатые рейки, находящиеся с ними в зацеплении зубчатые колеса, в свою очередь, сцепленные с зубчатыми частями. Зубчатые части выполнены на сторонах коронок, противоположных режущим. Обеспечивается повышение точности и линейности согласованного поворота буровых коронок. 2 ил.

 

Изобретение относится к области инструментов и устройств, использующихся для проводки нефтяных и газовых скважин методом шлангового турбинного бурения, и используется для снятия крутящего момента со шланга. В качестве движителей могут применяться электроприводы и тогда оно может быть также использовано при проводке других скважин для исключения остановки бурения из-за возрастания крутящего момента.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является известное устройство для бурения скважин (Способ бурения и устройство для его осуществления / А.М. Пищухин, С.И. Провоторов, Г.Ф. Ахмедьянова, заявка №2013139725/03, опубл. 10.03.2015) концентрично расположенными буровыми коронками, вращаемыми в разных направлениях с возможностью согласованного их поворота в осевой плоскости скважины, включающее турбобур, состоящий из статора и двух роторов - наружного и внутреннего, разновращающиеся буровые коронки, дифференциальный и винтовой механизмы и наружные и внутренние поводки.

Это устройство содержит значительное количество необходимых и общих с заявляемым устройством конструктивных признаков, однако вследствие двух разнесенных в пространстве кинематических цепей в виде поводков имеет место рассогласование и нелинейность поворота наружной и внутренней буровых коронок в известном способе, что приводит к неточному разделению площадей разбуривания или даже к заклиниванию устройства.

Целью изобретения является повышение точности и линейности согласованного поворота буровых коронок за счет передачи движения от сателлитов коронкам зубчатыми рейками и зубчатыми колесами.

Поставленная задача решается тем, что устройство для бурения, включающее турбобур, состоящий из статора и двух роторов - наружного и внутреннего, разновращающиеся буровые коронки, дифференциальный механизм, в устройство дополнительно введены наружные и внутренние зубчатые рейки, находящиеся с ними в зацеплении зубчатые колеса, в свою очередь сцепленные с зубчатыми частями, выполненными на сторонах коронок, противоположных режущим.

На фигуре 1 изображен разрез А-А заявляемого устройства, на фигуре 2 показан разрез Б-Б.

На статоре турбобура 1 с помощью радиального и упорного подшипников установлен наружный ротор турбобура 2. Внутренний ротор турбобура 3 установлен на оси статора турбобура 1. В статоре турбобура 1 имеются окна 4 и 5 для прохождения промывочной жидкости к лопаточным венцам 6 наружного ротора турбобура 2 и лопаточным венцам 7 внутреннего ротора турбобура 3 и лопаточным венцам 8 статора турбобура 1. К торцу наружного ротора турбобура 2 крепятся на поперечных осях наружные буровые коронки 9. Внутренний ротор турбобура 3 имеет на торце лепестки 10, к которым на поперечных осях также крепятся внутренние буровые коронки 11. Через наружные зубчатые рейки 14 и наружные зубчатые колеса 13 наружные буровые коронки 9 связаны с тарелкой 15, установленной на статоре турбобура 1 посредством шлицевого соединения - для предотвращения возможности вращения тарелки 15 вокруг оси устройства и обеспечения возможности ее осевого движения. Аналогично через внутренние зубчатые рейки 17, внутренние зубчатые колеса 16 внутренние буровые коронки 11 также связаны с тарелкой 15. Между наружным ротором 2 турбобура и внутренним ротором 3 находится дифференциальный механизм, включающий солнечное колесо 18, выполненное непосредственно на наружном роторе 2 турбобура с внутренней стороны, солнечное колесо 19 на внутреннем роторе турбобура 3 с наружной стороны и два сателлита 20. Каждый из сателлитов 20 состоит из двух конических шестерен для исключения осевого движения относительно роторов турбобура и посажен на радиально-упорный подшипник. Оси 21 сателлитов 20 соединены вместе водилом 22 и связаны с тарелкой 15 через передачу винт-гайка. Для разбуривания центра забоя и предотвращения увода устройства от центра нижняя часть турбобура 3 выполнена в виде режущего пера 12.

Работа устройства происходит следующим образом.

Промывочная жидкость поступает из буровой колонны (бурового шланга) через окна 4 к лопаточным венцам 7 внутреннего ротора турбобура 3 и через окна 5 к лопаточным венцам 6 наружного ротора турбобура 2 под давлением и вращает наружный 2 и внутренний 3 роторы турбобура в противоположном направлении. Лопаточные венцы 8 статора турбобура 1 при этом неподвижны и лишь разворачивают поток промывочной жидкости. При равенстве крутящих моментов на наружном 2 и внутреннем 3 роторах турбобура их вращение (на фигуре 2 направление вращения показано круговыми стрелками) осуществляется с равными линейными скоростями на солнечных колесах 18,19. При этом оси 21 сателлитов 20 стационарны и не двигаются относительно статора турбобура 1. При возрастании крутящего момента, например, на наружном роторе турбобура 2 из-за более твердой породы угловая скорость его вращения падает. Оси 21 сателлитов 20 приходят в движение по часовой стрелке на фигуре 2 и, за счет соединения винт-гайка между водилом 22 и тарелкой 15, тянут тарелку 15 вверх. Это движение увлекает за собой наружные зубчатые рейки 14 и внутренние зубчатые рейки 17, которые вращают наружные зубчатые колеса 13 и внутренние зубчатые колеса 16, последние в свою очередь поворачивают буровые коронки 9 и 11 уменьшая кольцевую площадь разбуривания и увеличивая круговую площадь разбуривания до тех пор, пока моменты резания на буровых коронках не уравняются. Аналогично происходит изменение площадей в случае возрастания момента резания на внутреннем роторе турбобура 3, только движение осей 21 сателлитов 20 вместе с водилом 22, тарелки 15, зубчатых реек 14 и 17, зубчатых колес 13 и 16, и буровых коронок 9 и 11 меняет направление на противоположное.

Устройство для бурения, включающее турбобур, состоящий из статора и двух роторов - наружного и внутреннего, разновращающиеся буровые коронки, дифференциальный механизм, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены наружные и внутренние зубчатые рейки, находящиеся с ними в зацеплении зубчатые колеса, в свою очередь, сцепленные с зубчатыми частями, выполненными на сторонах коронок, противоположных режущим.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке месторождения высоковязкой и битумной нефти. Технический результат - повышение эффективности разработки парных горизонтальных скважин за счет поддержания темпа прогрева скважин, поддержание безаварийной работы скважин парогравитационным методом.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - повышение нефтеотдачи залежи за счет улучшения вытеснения нефти и увеличения площади охвата залежи.

Изобретение относится к области строительства, в частности к средствам горизонтально-направленного бурения (ГНБ) или наклонно-направленного бурения с расширением инженерных скважин, например, методом разбуривания и к средствам, применяемым при бестраншейном сооружении трубопроводов в грунте. Устройство для корректируемого по направлению расширения пилотной скважины включает в себя несимметричный расширитель (2) с присоединенным к нему пеналом (3) для размещения измерительного зонда (4) локационной системы ГНБ.

Группа изобретений относится к бурению нефтегазодобывающих скважин, в частности многоствольных скважин. Узел дефлектора содержит корпус дефлектора, имеющий размещенное в нем окно дефлектора, наклонную направляющую дефлектора, расположенную по меньшей мере частично через окно дефлектора и приводной элемент, расположенный внутри корпуса дефлектора и содержащий внутреннюю муфту, выполненную с возможностью вхождения в зацепление с наклонной направляющей дефлектора на ее находящемся ниже по стволу скважины конце, причем внутренняя муфта выполнена с возможностью перемещения наклонной направляющей дефлектора между первым (1), вторым (2) и третьим (3) различными положениями, когда скважинный инструмент перемещается назад и вперед внутри корпуса дефлектора.

Изобретение относится к области строительного машиностроения и, в частности, к установке горизонтально-направленного бурения. Установка содержит перемещающуюся часть (1), буровую раму (2), размещенную на перемещающейся части (1), первую опорную часть (3), расположенную с фиксацией на неподвижном объекте и рассоединяемым способом соединенную с первым концом буровой рамы (2), и вторую опорную часть (4), расположенную с фиксацией на неподвижном объекте и рассоединяемым способом соединенную со вторым концом буровой рамы (2), бурильную головку (5), установленную с возможностью плавного перемещения на буровой раме (2), вспомогательную демонтажную часть (6), установленную рассоединяемым способом на буровой раме (2), причем вспомогательная демонтажная часть (6) выполнена с обеспечением возможности плавного перемещения бурильной головки (5) в направлении от буровой рамы (2) к вспомогательной демонтажной части (6).

Изобретение относится к нефтяной отрасли промышленности и может быть использовано при парогравитационном способе добычи битуминозных нефтей. Технический результат - повышение эффективности выработки запасов битуминозной нефти при парогравитационном способе ее добычи.

Изобретение относится к системам контроля углов дна скважины для горизонтального направленного бурения (ГНБ), применяется при выполнении работ по бестраншейной прокладке инженерных коммуникаций. Предложена система контроля профиля дна скважины на этапах расширения при строительстве коммуникаций методом горизонтально-направленного бурения, которая содержит компьютер, установленное на нем программное обеспечение для обработки и построения профиля дна скважины, выполненное с возможностью подключения к компьютеру устройство контроля углов дна скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для бурения боковых каналов из горизонтального ствола нефтяных и газовых скважин с целью увеличения площади фильтрации призабойной зоны необсаженной горизонтальной скважины путем увеличения зоны дренирования горизонтального ствола скважины с созданием боковых каналов в дальних участках пласта и последующей кислотной обработкой боковых каналов.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при вторичном вскрытии продуктивных пластов путем формирования одновременно нескольких боковых дренирующих стволов малого диаметра. Способ синхронного гидромониторного сооружения множеств дренирующих стволов малого диаметра включает спуск на заданный участок ствола скважины на колонне насосно-компрессорных труб перфорационного устройства, осевую подачу с дневной поверхности колонны насосных штанг с прикрепленным к ее нижнему концу делителем потока рабочей жидкости, разделение потока рабочей жидкости по каналам гибких трубок в делителе, продвижение по отклоняющему каналу в окно обсадной колонны гибкой трубки с прикрепленным на ее конце гидромониторным породоразрушающим инструментом с дальнейшим формированием боковых дренирующих стволов малого диаметра, расходящихся в различных направлениях относительно оси ствола скважины, по завершении формирования бокового дренирующего ствола малого диаметра возврат гибкой трубки в изначальное положение.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности разработки залежи сверхвязкой нефти на участках залежи сверхвязкой нефти с толщиной продуктивного пласта менее 10 м, а также расположенных в районе носка ряда пар скважин, эксплуатируемых по технологии парогравитационного дренажа.

Изобретение относится к устройствам для строительства нефтегазовых скважин, в частности для разбуривания осложнённых участков скважин. Турбинный привод содержит трубчатый неподвижный корпус с расположенными на нем центрирующими элементами, расположенный внутри корпуса приводной узел с валом, турбину, соединенную с приводным узлом и башмаком-долотом, имеющим множество каналов, и средства для подачи цементного раствора в зону цементирования скважины.
Наверх