устройство для вибрационного бурения скважин

Формула изобретения

Устройство для вибрационного бурения скважин, содержащее корпус, шток с проходным каналом, ниппель и шпонку, отличающееся тем, что оно снабжено поршнями, каждый из которых установлен внутри защитной втулки, закрепленной в корпусе, и снабжен конфузором, диффузором и соплом, образующими струйный насос, всасывающий канал которого соединен с подпоршневой полостью, в проходном канале штока для размещения в нем шара выполнено седло с возможностью частичного протекания жидкости под шаром, а в штоке выполнены отводы для изменения направления потока жидкости на 180° и каналы, соединяющие зоны разрушения породы с зонами разряжения, создаваемыми обратной струей жидкости из отводов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для вибрационного бурения скважин.

Известен многоступенчатый гидравлический демпфер [1], включающий корпус, выдвижной шток, ниппель, шпонку, съемные втулки, подвижные поршни, уплотнения, камеру низкого давления.

Недостатком является то, что демпфер не создает вибрационных нагрузок.

Известно также устройство для вибрационного бурения, содержащее корпус, шток с проходным каналом, ниппель и шпонку [2].

Недостатком устройства является небольшая сила динамического удара.

Цель изобретения - повышение динамичности нагрузки на долото и улучшение очистки забоя.

Указанная цель достигается тем, что оно снабжено поршнями, каждый из которых установлен внутри защитной втулки, закрепленной в корпусе, и снабжен конфузором, диффузором и соплом, образующими струйный насос, всасывающий канал которого соединен с подпоршневой полостью, в проходном канале штока для размещения в нем шара выполнено седло с возможностью частичного протекания жидкости под шаром, а в штоке выполнены отводы для изменения направления потока жидкости на 180° и каналы, соединяющие зоны разрушения породы с зонами разряжения, создаваемыми обратной струей жидкости из отводов.

Устройство состоит из корпуса 1 (фиг.1), внутри которого установлен шток 2 при помощи ниппеля 3 и шпонки 4. В проходном канале 7 штока 2 выполнено седло 5, на которое садится шар 6. Седло выполнено с возможностью частичного протекания жидкости под шаром. Канал 7 имеет отводы 8, поворачивающие жидкость на 180°, отводы оканчиваются соплом 9. В корпусе установлены защитные втулки 12, внутри которых установлены поршни 10. В свою очередь поршни имеют хвостовики 11. Поршни в верхней части имеют конфузор 13, в нижней части диффузор 15, сопло 20 и всасывающий канал 14. Для предотвращения перетоков жидкости предусмотрены уплотнения 18. Канал 19 служит для отвода шлама от зоны разрушения породы (фиг.2).

Устройство устанавливается в компоновку бурильного инструмента при помощи присоединительных резьб 16 и 17. Элементы конфузор 13, диффузор 15, сопло 20, всасывающий канал 14 образуют струйный насос. А и Б - подпоршневые полости, связанные всасывающим каналом 14 струйного насоса.

Устройство устанавливается над долотом или в нижней части бурильного инструмента и работает следующим образом. При восстановлении циркуляции шар 6 начинает колебания за счет прорыва жидкости под шар, последний периодически начинает закрывать канал 7, создавая гидравлические удары.

При этом поршни создают динамическую нагрузку на долото. Эта нагрузка усиливается за счет работы струйных насосов, встроенных в поршнях. При протекании промывочной жидкости под соплом 20 создается разрежение, т.е. всасывающий канал 14 отсасывает жидкость из полости Б, под поршнем создается разрежение, за счет этого увеличивается перепад давления в поршне, соответственно усилие, действующее на поршень.

Динамическая нагрузка также усиливается за счет изменения направления потока жидкости в отводах 8. Струя жидкости сопла 9 также отсасывает шлам из зоны разрушения породы через канал 19 за счет эффекта струйного насоса.

Литература

1. Динамические гасители колебаний бурильного инструмента. - М.: ВНИИОЭНГ, 1991. - стр.19.

2. Авторское свидетельство RU 1587975С, опубл. 10.12.1995.