RU213261U1 - Винтовой забойный двигатель с отклоняющим устройством - Google Patents
Винтовой забойный двигатель с отклоняющим устройством Download PDFInfo
- Publication number
- RU213261U1 RU213261U1 RU2022107654U RU2022107654U RU213261U1 RU 213261 U1 RU213261 U1 RU 213261U1 RU 2022107654 U RU2022107654 U RU 2022107654U RU 2022107654 U RU2022107654 U RU 2022107654U RU 213261 U1 RU213261 U1 RU 213261U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- downhole
- hollow shaft
- sub
- curved
- motor
- Prior art date
Links
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001808 coupling Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к конструкциям гидравлических забойных двигателей со встроенным генератором колебаний, предназначенных для бурения нефтяных и газовых скважин. Представлен винтовой забойный двигатель с отклоняющим устройством, содержащим центральный неподвижный полый вал с искривленным участком, к противоположным концам которого навинчены прямой переводник и кривой переводник, который соединен с шпиндельной секцией винтового забойного двигателя посредством резьбового соединения. На внутренней поверхности кривого переводника выполнены два симметричных вертикальных фрезерованных радиусных паза, а на подвижном полом валу шпиндельной секции винтового забойного двигателя жестко закреплена полумуфта с двумя симметричными радиусными каналами, входные отверстия которых расположены на уровне радиусных пазов с возможностью образования кольцевого зазора переменной площади с внутренней поверхностью кривого переводника при вращении подвижного полого вала шпиндельной секции винтового забойного двигателя. Обеспечивается повышение эффективности работы двигателя за счет формирования гидравлических импульсов в регулируемом отклоняющем устройстве сразу после начала циркуляции раствора в процессе бурения. 5 ил.
Description
Полезная модель относится к конструкциям гидравлических забойных двигателей со встроенным генератором колебаний, предназначенных для бурения нефтяных и газовых скважин.
Известны конструкции забойных двигателей (RU 2285102, опубл. 10.10.2006 г.; RU 2305743, опубл. 10.09.2007 г.), создающие дополнительные гидравлические импульсы при работе и позволяющие повысить эффективность работы. Однако в конструкции таких двигателей не предусмотрен узел регулирования угла бурения винтового забойного двигателя (ВЗД), что делает невозможных их использование при наклонно-направленном бурении скважин.
Кроме того, наличие дополнительных деталей (проточная втулка, переводник, осевая опора и т.п.) приводит к необходимости дополнительных резьбовых соединений, что увеличивает трудоемкость изготовления и стоимость устройства. Их недостаток также в том, что создать гидравлические импульсы невозможно сразу после начала бурения, т.к. необходимо создать достаточно высокое осевое усилие, превышающее действие гидравлической выталкивающей силы ротора, которая пропорциональна перепаду давления в двигательной секции, на долото/забой для перемещения полого вала с проточными окнами в зону проточной втулки. При проработке ствола скважины верх/вниз невозможно создание гидравлических импульсов в такой конструкции, поскольку при бурении с осевым усилием менее величины силы, создаваемой двигательной секцией от перепада давления, создание гидравлических импульсов невозможно.
Наиболее близким по конструкции является винтовой забойный двигатель с регулируемым отклоняющим устройством по патенту RU 2235181, опубл. 27.08.2004 г., состоящим из центрального вала с уплотнениями и с наружными резьбами. Вал имеет искривленный участок под углом α, снаружи вала расположена с возможностью перемещения вдоль вала по шпонке или шлицам муфта, на одном из торцов которой выполнены торцовые зубья, а на один конец вала навинчен прямой переводник, контактирующий с торцом муфты. На другой конец вала навинчен кривой переводник, внутренняя резьба которого наклонена к его оси под углом α. Кривой переводник установлен с возможностью взаимодействия своими торцовыми зубьями с торцом муфты, на котором расположены зубья. Центральный вал ориентирован искривленным участком к кривому переводнику так, что центральные оси резьб кривого переводника и вала пересекаются в одной точке и имеют одну плоскость искривления.
Недостаток прототипа заключается в низкой эффективности разрушения разбуриваемой породы винтовым забойным двигателем с указанным отклоняющим устройством, т.к. в конструкции отсутствует механизм создания гидравлических импульсов, что приводит к снижению качества очистки забоя от шлама, к снижению передачи нагрузки от долота к разрушаемой породе скважины и повышению сил трения компоновки низа бурильной колонны о стенки скважины.
Технический результат – повышение эффективности работы двигателя за счет формирования гидравлических импульсов в регулируемом отклоняющем устройстве сразу после начала циркуляции раствора в процессе бурения.
Технический результат получают в результате того, что в винтовом забойном двигателе с отклоняющим устройством, содержащим центральный неподвижный полый вал с искривленным участком, к противоположным концам которого навинчены прямой переводник и кривой переводник, который соединен с шпиндельной секцией винтового забойного двигателя посредством резьбового соединения, согласно полезной модели на внутренней поверхности кривого переводника выполнены два симметричных вертикальных фрезерованных радиусных паза, а на подвижном полом валу шпиндельной секции винтового забойного двигателя жестко закреплена полумуфта с двумя симметричными радиусными каналами, входные отверстия которых расположены на уровне радиусных пазов с возможностью образования кольцевого зазора переменной площади с внутренней поверхностью кривого переводника при вращении подвижного полого вала шпиндельной секции винтового забойного двигателя.
Выполнение симметричных вертикальных фрезерованных радиусных пазов на внутренней поверхности кривого переводника, а также закрепление на центральном подвижном полом валу полумуфты заявляемой конструкции позволяет изменять проходное сечение для прохождения бурового раствора и создавать гидравлические импульсы. Механическая скорость бурения повышается за счет формирования двигателем гидравлических импульсов и механических колебаний, что приводит к улучшению условий очистки забоя скважины, улучшению условий доведения осевой нагрузки на долото, снижению вероятности прихватов в скважине и подвисаний компоновки бурильных труб. Заявляемая конструкция гидравлического забойного двигателя со встроенным генератором колебаний позволяет сокращать время строительства скважин.
Полезная модель проиллюстрирована следующими фигурами.
На фиг. 1 представлено регулируемое отклоняющее устройство заявляемого двигателя.
На фиг. 2 –разрез А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 иллюстрирует механизм создания гидравлического импульса в разрезе.
На фиг. 4 показана полумуфта в разрезе.
На фиг. 5 представлен разрез Б-Б на фиг. 3,
где а) - положение 1, когда площадь кольцевой полости максимальная, б) - положение 2, где площадь кольцевой полости минимальная.
На фиг. 1-5 показаны следующие элементы конструкции ВЗД:
1 - прямой переводник;
2 - кривой переводник;
3 - центральный неподвижный полый вал отклоняющего устройства;
4 - уплотнение центрального полого вала;
5 - муфта;
6 - торцовые зубья муфты 5;
7 - центральное отверстие подвижного полого вала, соединенного с полумуфтой;
8 - полумуфта;
9 - центральное отверстие полумуфты 8;
10 - входной радиусный канал полумуфты 8;
11 - входное отверстие канала 10;
12 - вертикальный фрезерованный радиусный паз;
13 - кольцевой зазор переменной площади;
14 - внутренняя поверхность кривого переводника;
15 - посадочные поверхности/лунки под шарики/ролики подшипника;
16 - подвижный полый вал, соединенный с полумуфтой 8.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
При работе ВЗД осуществляется прокачивание бурового раствора. В центральное отверстие 7 полого подвижного вала 16 поток бурового раствора попадает из кольцевого зазора 13, образованного внутренней поверхностью 14 кривого переводника 2 и полумуфтой 8, проходя через входные радиусные каналы 10 полумуфты 8. Кольцевой зазор 13 имеет переменную площадь в результате того, что входные отверстия 11 каналов 10 расположены на уровне вертикальных радиусных пазов 12, поэтому при вращении вала 16 образуется кольцевой зазор 13 переменной площади с внутренней поверхностью 14 кривого переводника 2.
При вращении подвижного полого вала 16 с закрепленной на нем полумуфтой 8 проходное сечение для бурового раствора, создаваемое зазором 14, будет изменяться от минимальной (фиг. 5б) до максимальной (фиг. 5а), при этом в циркуляционной системе будут формироваться гидравлические импульсы, т.е. дополнительные скачки давления бурового раствора. Под воздействием скачков давления поток бурового раствора, проходя через вал шпиндельной секции двигателя и долото (не показаны) обеспечивает динамическую промывку забойной зоны, что улучшает условия выноса разбуренной породы. Кроме этого, изменение давления при прохождении потока через ВЗД формирует динамическое усилие, в результате чего вал 16 дополнительно с вращательным движением совершает возвратно-поступательные движения в пределах осевого люфта подшипника шпиндельной секции (не показаны). Возвратно-поступательные движения вала 16 передаются на долото, увеличивая тем самым эффективность разрушения разбуриваемой породы.
Claims (1)
- Винтовой забойный двигатель с отклоняющим устройством, содержащим центральный неподвижный полый вал с искривленным участком, к противоположным концам которого навинчены прямой переводник и кривой переводник, который соединен с шпиндельной секцией винтового забойного двигателя посредством резьбового соединения, отличающийся тем, что на внутренней поверхности кривого переводника выполнены два симметричных вертикальных фрезерованных радиусных паза, а на подвижном полом валу шпиндельной секции винтового забойного двигателя жестко закреплена полумуфта с двумя симметричными радиусными каналами, входные отверстия которых расположены на уровне радиусных пазов с возможностью образования кольцевого зазора переменной площади с внутренней поверхностью кривого переводника при вращении подвижного полого вала шпиндельной секции винтового забойного двигателя.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU213261U1 true RU213261U1 (ru) | 2022-09-02 |
Family
ID=
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2235181C2 (ru) * | 2002-07-29 | 2004-08-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" | Регулируемое отклоняющее устройство |
RU2285102C1 (ru) * | 2005-03-30 | 2006-10-10 | Михаил Валерьевич Шардаков | Забойный двигатель |
US20100212900A1 (en) * | 2003-10-23 | 2010-08-26 | Andergauge Limited | Running and Cement Tubing |
US8181719B2 (en) * | 2009-09-30 | 2012-05-22 | Larry Raymond Bunney | Flow pulsing device for a drilling motor |
RU2565316C1 (ru) * | 2014-05-21 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Осциллятор для бурильной колонны |
CN103382828B (zh) * | 2012-05-04 | 2016-04-13 | 长江大学 | 石油钻井用二维水力振动器 |
CN106014316A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-10-12 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 抗冲击井下螺杆式脉冲发生器 |
RU2645198C1 (ru) * | 2016-10-17 | 2018-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Осциллятор для бурильной колонны |
US20190024459A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | Reme Technologies, Llc | Downhole oscillation apparatus |
RU2750144C1 (ru) * | 2020-12-01 | 2021-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Осциллятор бурильной колонны |
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2235181C2 (ru) * | 2002-07-29 | 2004-08-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" | Регулируемое отклоняющее устройство |
US20100212900A1 (en) * | 2003-10-23 | 2010-08-26 | Andergauge Limited | Running and Cement Tubing |
RU2285102C1 (ru) * | 2005-03-30 | 2006-10-10 | Михаил Валерьевич Шардаков | Забойный двигатель |
US8181719B2 (en) * | 2009-09-30 | 2012-05-22 | Larry Raymond Bunney | Flow pulsing device for a drilling motor |
CN103382828B (zh) * | 2012-05-04 | 2016-04-13 | 长江大学 | 石油钻井用二维水力振动器 |
RU2565316C1 (ru) * | 2014-05-21 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Осциллятор для бурильной колонны |
CN106014316A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-10-12 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 抗冲击井下螺杆式脉冲发生器 |
RU2645198C1 (ru) * | 2016-10-17 | 2018-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Осциллятор для бурильной колонны |
US20190024459A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | Reme Technologies, Llc | Downhole oscillation apparatus |
RU2750144C1 (ru) * | 2020-12-01 | 2021-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Осциллятор бурильной колонны |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106639944B (zh) | 一种涡轮式井下水力振荡器 | |
WO2016150113A1 (zh) | 螺杆钻具及其破岩钻井方法 | |
CN107165577B (zh) | 螺杆式负压脉冲水力振荡器 | |
CN105888553A (zh) | 一种三维振动水力振荡器 | |
CN205422538U (zh) | 一种三维振动水力振荡器 | |
CN108104715B (zh) | 基于涡轮与齿轮的扭力冲击器 | |
CN105927144B (zh) | 具有轴向冲击功能的井下提速工具 | |
CN107435520B (zh) | 一种转轮动力的水力振荡器 | |
RU2655497C2 (ru) | Генератор колебаний с колеблющимся весовым элементом | |
CN106639864A (zh) | 一种振动冲击短节 | |
CN110374508A (zh) | 一种负压脉冲振荡工具 | |
RU172421U1 (ru) | Ударно-вращательное устройство для бурильной колонны | |
CN108049803B (zh) | 叶轮式差速扭力冲击器 | |
CN109611028B (zh) | 基于滚子与叶轮的水力振荡器 | |
CN109882102B (zh) | 一种连杆式降摩振荡工具 | |
CN112145110B (zh) | 液力脉冲振荡装置 | |
RU213261U1 (ru) | Винтовой забойный двигатель с отклоняющим устройством | |
CN106812462B (zh) | 一种多维冲击钻井工具 | |
CN205172425U (zh) | 一种振动冲击短节 | |
CN105178860B (zh) | 一种扭摆振荡器 | |
CN112482986B (zh) | 一种井下液力举升工具 | |
CN109538124B (zh) | 斜面式叶轮水力振荡器 | |
CN212201882U (zh) | 一种机械往复式冲击螺杆 | |
CN210460502U (zh) | 一种负压脉冲振荡工具 | |
CN109025804B (zh) | 涡轮式轴向冲击器 |