SU717274A1 - Apparatus for drilling boreholes - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  бурени  скважи ударно-вращательным способом. Известно устройство дл  бурени ,, включающее породоразрушающий инструмент и стальные стержни, . собствен- ные волновые сопротивлени  которых в 40-60 раз выше сопротивлени , которое оказывает разбуриванию забой IJ. Недостатком этой конструкции с  больша  . потер  энергии за счет рас- пространени  волн напр жений по бурнпьной колонне. Известно устройство дл  бурени , включающее породоразрушающий инструмент , бурильную трубу, генератор коле баний магнитострикциоиного типа, ycfa новленный над ним oтpa)kaтeль волн напр жений, и средство дл  прижати  . бурового инструмента к забою, скважины установленное над отражателем волн напр жений 2j. Недостаток такого устройства заклк чаетс  в том, что оно имеет сложную конструкцию и низкий кпд за счёт рассеивани  энергии. Цель изобретени  - повышение КПД устройства за счет уменьшени  рассеивани  энергии. Это достигаетс  тем, что устройство снабжено дополнительным отражателем волн напр жений, имеющим коэффициент отражени  меньше, чем коэффициент отражени  основного отражател  волн напр жений, и установленным ниже генератора , причем отражатели волн напр жений вьшолнены в виде набора металлических пластин с разными волновыми сопротивлени ми, амортизатор выполнен резинрметалпическим, а генератор гидродинамическим . На чертеже схематически изображено устройство дл  бурени  скважин. Устройство дл  бурени  скважин включает породоразрушающий инструмент 1, резинометаллический амортизатор 2, жестко соединенн;51й с основным .отражателем 3 волн напр жений посредстBOM бурильной трубы 4. Основной отражатель 3 волн напр жений жестко соединен с резонаторным участком 5, в КОтбром закреплен гидродинамический генератор 6 ультразвуковых колебаний, ниже которого установлен дополнитйпь ый отражатель 7 волн напр жений. Основной и дополнительный отражатели волн нагпр жений выполнены составными в виде набора металлических пластин, Породоразрушающий инструмент 4 (бурова  коронка или шарошечное долото) соединен жёстко с Дополнительным отражателем 7 волн напр жений посредством колонковой трубы The invention relates to drilling a well in a rotary percussion method. A device for drilling, which includes rock cutting tools and steel rods, is known. the intrinsic wave resistances of which are 40–60 times higher than the resistance that renders the bottom hole IJ. The disadvantage of this design is great. energy loss due to the propagation of stress waves in a turbulent column. A drilling device is known, which includes a rock cutting tool, a drill pipe, a magnetostrictive type oscillation generator, a ycfa new stress generator, and a pressure tool. drilling tool to the bottom hole, installed above the reflector of the stress waves 2j. The disadvantage of such a device lies in the fact that it has a complex structure and low efficiency due to energy dissipation. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device by reducing energy dissipation. This is achieved by the fact that the device is equipped with an additional reflector of voltage waves, having a reflection coefficient less than that of the main reflector of voltage waves, and installed below the generator, and the voltage reflectors are filled in the form of a set of metal plates with different wave resistances, shock absorber made of rubber metal, and the hydrodynamic generator. The drawing schematically shows a device for drilling wells. The well drilling device includes rock-breaking tool 1, rubber-metal shock absorber 2, rigidly connected; 51y to the main reflector of 3 stress waves through drill pipe 4. The main reflector of 3 stress waves is rigidly connected to the resonator section 5, the hydrodynamic generator 6 of ultrasonic oscillations, below which an additional reflector of 7 stress waves is installed. The main and additional reflectors of load waves are made composite in the form of a set of metal plates, Rock-breaking tool 4 (a drill crown or a roller bit) is rigidly connected to an Additional reflector of 7 stress waves through a core pipe

Устройство работает следующим образом , - ;,.-.При прохождении промывочной жидкости через гидродинамический генератор 6 возникают ультразвуковые колебани ,The device operates as follows, -;, .-. When the flushing fluid passes through the hydrodynamic generator 6, ultrasonic oscillations occur,

которые передаютс  акустическому резонатору 5, передаютс  в виде волн напр жений как.вверх, так и вниз по резонаторному участку 5. Резонаторный участок имеет свою собственную резонирующую частоту. Одна из гармоник волн напр жений срезонирует при совпадении с собственной частотой резонаторного участка и произойдет выброс энергии к забок) скважины, так как коэффициентwhich are transmitted to the acoustic resonator 5, are transmitted in the form of voltage waves both up and down the resonator section 5. The resonator section has its own resonant frequency. One of the voltage wave harmonics resonates when it coincides with the natural frequency of the resonator section, and energy will be released to the side of the well, since the coefficient

отражени  нижнего отражател  меньше, чем верхнего,the reflection of the lower reflector is smaller than the upper one,

Так как верхний и йижний отражйтёли 3,7 (акустические зеркала) вьтолнены из комбинации металлических, пластин с разными волновыми сопротивлени ми, причем волновое сопротивление каждой пластины подобрано таким, чтобы Отражение от каждой из пластин составл ло четверть подающей волны, все волныSince the upper and lower reflectors of 3.7 (acoustic mirrors) are made of a combination of metal plates with different wave impedances, the wave impedance of each plate is chosen so that the reflection from each of the plates is a quarter of the feed wave, all waves

отражени  от каждрй из шастин Щ дыва с Гв , Таким образом, отражатели обладают селективной отражательной способностью и в резон аторномучйст ке 5 будет возбуждатьс  только определенна  гармоника генерируемого спектра частотreflections from each of the shastin waves from Gw. Thus, the reflectors have a selective reflectivity and only a certain harmonic of the generated frequency spectrum will be excited in the resonator region 5.

РезинометаллическиЙ амортизатор 2 в процессе работы устройства дл  посто нного прижати  породоразрущйющего инструмента 1 к забоЪ скважины, сThe rubber-metal shock absorber 2 during the operation of the device for the constant pressing of the rock-destructive tool 1 to the bottom of the well, with

целью предотвращени  рассеивани  энергии при разрущйнии забо , и одновременно служит фильтром низкочастотных динамических нагрузок набурильную колонну , а высокочастотные динамические напр жени , проход щие по материалу резонаторного участка 5 отражаютс  отражателем 3. Таким образом, приближение циклической частоты вынуждающей силы к значению собственной частоты системы приводит к  влению резонанса, который сопровождаетс  разным возрастанием амплитудь колебаний собственной частоты резонаторного участка.The goal is to prevent energy dissipation at the bottom of the hole, and at the same time serves as a filter of low-frequency dynamic loads on the drill column, and high-frequency dynamic voltages passing through the material of the resonator section 5 are reflected by the reflector 3. resonance, which is accompanied by a different increase in the amplitude of oscillations of the natural frequency of the resonator section.

Claims (4)

1.Устройство дл  бурени  скважин, включающее породоразрушающий инструмент , бурильную трубу, генератор колебаний , установленный над ним отражатель волн напр жений, и амортизатор, установленный над отражателем волн напр жений, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  КПД устройства за счет уменьщеци  рассеивани  энергии, оно снабжено дополнительным отражателем волн напр жений, имеющим коэффициент отражени  меньше, чем коэффициент хэтражени  основного отражател  волн напр жений, и установленным ниже генератора.1. A well drilling device, including a rock cutting tool, a drill pipe, an oscillator, a voltage wave reflector mounted above it, and a shock absorber mounted above the voltage wave reflector, characterized in that in order to increase the efficiency of the device by reducing energy dissipation It is provided with an additional reflector of voltage waves, having a reflection coefficient less than that of the main reflector of voltage waves, and installed below the generator. 2.Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с   тем, что отражатели волн напр жений вьтолнены в виде набора металлических пластин с разными волновы (Ли сопротивлени ми.2. A device in accordance with clauses 1, 1, which is such that the reflectors of the voltage waves are made in the form of a set of metal plates with different waves (Lee resistances). 3.Устройство по пп. 1 и 2, о ттичающеес  тем, что амортизатор выполнен резинометаллическим.3. The device according to paragraphs. 1 and 2, which is triticized by the fact that the shock absorber is made of rubber-metal. 4.Устройство по пп. 1-3, о т л ичающеес  тем, что генератор выполнен гидродинамическим.4. Device on PP. 1-3, which is based on the fact that the generator is made hydrodynamic. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Sources of information taken into account in the examination 1.Патент США № 2713472, кл. 175-56, опублик. 1951,1. US patent number 2713472, cl. 175-56, published. 1951, 2,Патент США N9 2858108,2, U.S. Patent No. 2,858,108 кл, l75-56j опублик. 1951 (прототип).CL, l75-56j publ. 1951 (prototype).