колонковый буровой снаряд с электрическим приводом
Классы МПК: | E21B4/04 электрические |
Автор(ы): | Загривный Э.А., Соловьев В.А. |
Патентообладатель(и): | Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-07-08 публикация патента:
10.05.2004 |
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к колонковым буровым снарядам на грузонесущем кабеле, и может быть использовано для бурения и очистки нефтяных и газовых скважин, склонных к пескопроявлению. Колонковый буровой снаряд с электрическим приводом содержит насосный узел и размещенные в нижнем корпусе колонковой трубы коронку, керноприемную трубу, соединенную со шламовой трубой, в которой расположен фильтр и шламоподъемная труба, вал с закрепленным на нем ротором электродвигателя, статор которого расположен в верхнем корпусе колонковой трубы, к верхней части которой прикреплен кабельный замок. Снаряд снабжен системой управления, связанной с электродвигателем, и упругим элементом, жестко связанным с кабельным замком с одной стороны и ротором электродвигателя с другой, с возможностью поворота на упругом элементе нижнего корпуса относительно верхнего. Насосный узел закреплен через переходник на шламовой трубе в нижнем корпусе колонковой трубы. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции бурового снаряда за счет устранения реактивного момента. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, содержащий насосный узел и размещенные в нижнем корпусе колонковой трубы коронку, керноприемную трубу, соединенную со шламовой трубой, в которой расположен фильтр и шламоподъемная труба, вал с закрепленным на нем ротором электродвигателя, статор которого расположен в верхнем корпусе колонковой трубы, к верхней части которой прикреплен кабельный замок, отличающийся тем, что он снабжен системой управления, связанной с электродвигателем, и упругим элементом, жестко связанным с кабельным замком с одной стороны и ротором электродвигателя с другой, с возможностью поворота на упругом элементе нижнего корпуса относительно верхнего, при этом насосный узел закреплен через переходник на шламовой трубе в нижнем корпусе колонковой трубы.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к колонковым буровым снарядам на грузонесущем кабеле, и может быть использовано для бурения и очистки нефтяных и газовых скважин, склонных к пескопроявлению.Известно устройство для проведения канала в сплошном массиве осадка в лифтовой колонне газовой скважины по а.с. №1633097 А1, Е 21 В 37/02, 07.03.91. Бюл. №9. Изобретение относится к области добычи газа, а именно к работам по удалению из скважин солевых и гидратных пробок. Устройство состоит из ударного механизма, соединенного через верхний переводник с головкой для закрепления на проволоке. Через нижний переводник ударный механизм соединен с корпусом с глухой верхней частью, в котором выполнены отверстия. Нижняя часть корпуса снабжена режущим элементом. Недостатком этого устройства является малая мощность и частичная очистка фильтрованной зоны продуктивного пласта.Известен колонковый электромеханический буровой снаряд по а.с. №1472613 А1, E 21 В 4/04, 15.04.89. Бюл. №14, принятый за прототип.Колонковая труба снаряда нижним торцом соединена с коронкой. Внутри колонковой трубы размещена керноприемная труба. При этом колонковая и керноприемная труба в верхней части соединены с переходником, к верхней части которого крепится шламовая труба. В шламовой трубе расположен фильтр, внутри которого размещена шламоподъемная труба с радиальными отверстиями, закрепленная нижней частью в переходнике. С шламоподъемной трубой в верхней ее части соединен редуктор с полым валом, соединенным с электродвигателем. К последнему прикреплен насосный узел в виде насоса и насосного переходника с распорным узлом на верхнем торце. На верхнем торце снабжен автономным приводом и размещен в полости снаряда между насосным узлом и электродвигателем. Недостатком этого бурового снаряда является присутствие реактивного момента, который приводит к закручиванию его в скважине.Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. устранение реактивного момента, который требует применения распорных устройств, а это в свою очередь приводит к усложнению конструкции бурового снаряда.Задача решается тем, что колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, содержащий насосный узел и размещенные в нижнем корпусе колонковой трубы коронку, керноприемную трубу, соединенную со шламовой трубой, в которой расположен фильтр и шламоподъемная труба, вал с закрепленным на нем ротором электродвигателя, статор которого расположен в верхнем корпусе колонковой трубы, к верхней части которой прикреплен кабельный замок, согласно изобретению он снабжен системой управления, связанной с электродвигателем, и упругим элементом, жестко связанным с кабельным замком с одной стороны и ротором электродвигателя с другой, с возможностью поворота на упругом элементе нижнего корпуса относительно верхнего, при этом насосный узел закреплен через переходник на шламовой трубе в нижнем корпусе колонковой трубы.Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема колонкового бурового снаряда с электрическим приводом, на фиг.2 приведена схема электрической части бурового снаряда, на фиг.3 изображены характеристики момента на валу асинхронного двигателя.Колонковый буровой снаряд с электрическим приводом (фиг.1) содержит нижний корпус 1 колонковой трубы, на нижнем торце которой укреплена коронка 2, внутри нижнего корпуса 1 находится керноприемная труба 3. Нижний корпус 1 колонковой трубы и керноприемная труба 3 соединены переходником 4, к верхней части которого крепится шламовая труба 5, фильтр 6 и шламоподъемная труба 7. К верхней части шламовой трубы 5, крепится насосный переходник 8, на котором укреплен насос 9. К верхней части насосного переходника 8 крепится переходник 10, в который закрепляется вал 11. Ротор 12 электродвигателя устанавливается на вал 11. Статор 13 электродвигателя расположен в верхнем корпусе 14 колонковой трубы, которая соединена с кабельным замком 15. На верхней части вала 11 расположена жесткая муфта 16, через которую вал 11 соединяется с упругим элементом, торсионом 17. Другим концом торсион 17 крепится к кабельному замку 15, в котором закреплен грузонесущий кабель 18.Электрическая часть бурового снаряда содержит источник питания (ИП). В качестве ИП может выступать обычная трехфазная электрическая сеть или преобразователь частоты. На фиг.2 показана электрическая схема бурового снаряда при питании от трехфазной сети. В каждую фазу включены конденсаторы C1, C2, С3. Система управления (СУ) управляет тиристорными ключами Т1, Т2, Т3, Т4. Тиристорный ключ содержит два встречно-параллельно соединенных тиристора. В качестве электромеханического преобразователя электрической энергии в возвратно-вращательные движения режущего элемента используется асинхронный электродвигатель (АД), (12, 13). Т1, Т3 открываются по каналу задания К1 и обеспечивают движение ротора 12 АД в одном направлении, а Т2, Т4 открываются по каналу К2 и обеспечивают движение ротора 12 АД в обратном направлении.Колонковый буровой снаряд с электрическим приводом работает следующим образом. При постановке бурового снаряда на забой скважины на статор 13 АД с источника питания ИП (фиг.2) подается напряжение синусоидальной формы, формируемое СУ по каналам задания. Изменение направления вращения магнитного поля статора 13 АД достигается изменением порядка следования фаз, с прямого на обратный, а следовательно, изменяется и направление действия момента АД. Частота переключения тиристорных ключей совпадает с резонансной частотой двухмассовой механической системы с упругой связью. Электромагнитный момент на валу двигателя M1 на Фиг.3 представляет собой кривую при использовании только одного канала задания. На кривых М2 и М3 показано изменение электромагнитного момента при управлении по двум каналам задания. Кривая М3 отличается от М2 наличием паузы![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228208/916.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228420/2228420-2t.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228420/937.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228420/2228420-3t.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228208/981.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228420/2228420-4t.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228208/981.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228420/2228420-5t.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228038/946.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228420/2228420-6t.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228238/8776.gif)
![колонковый буровой снаряд с электрическим приводом, патент № 2228420](/images/patents/240/2228211/247.gif)
скважинный трактор - патент 2528720 (20.09.2014) | ![]() |
электромеханический буровой снаряд - патент 2515159 (10.05.2014) | |
устройство для бурения скважин - патент 2469169 (10.12.2012) | |
способ и устройство для бурения с одновременным креплением скважин - патент 2365732 (27.08.2009) | |
электромеханический колонковый буровой снаряд - патент 2337225 (27.10.2008) | ![]() |
электробур для бурения нефтяных и газовых скважин (варианты) - патент 2321717 (10.04.2008) | ![]() |
колонковый электромеханический буровой снаряд - патент 2209912 (10.08.2003) | |
устройство для бурения скважин - патент 2204679 (20.05.2003) | |
беструбный электробур - патент 2191243 (20.10.2002) | |
электробур - патент 2030537 (10.03.1995) |