[go: up one dir, main page]

SU1696661A1 - Turbodrill - Google Patents

Turbodrill Download PDF

Info

Publication number
SU1696661A1
SU1696661A1 SU894756091A SU4756091A SU1696661A1 SU 1696661 A1 SU1696661 A1 SU 1696661A1 SU 894756091 A SU894756091 A SU 894756091A SU 4756091 A SU4756091 A SU 4756091A SU 1696661 A1 SU1696661 A1 SU 1696661A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
axis
drill
housing
turbo
sub
Prior art date
Application number
SU894756091A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ролен Арсеньевич Иоаннесян
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority to SU894756091A priority Critical patent/SU1696661A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1696661A1 publication Critical patent/SU1696661A1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин и позвол ет повысить эффективность при забуривании второго ствола за счет увеличени  угла отклонени  оси долота (Д) от оси скважины при сохранении прочности резьбовых соединений корпуса (К), снизить износ Д при спуско-подъемных операци х, ; осуществить контроль зарезки второго ствола . Турбобур содержит К 1 с установленным в нем посредством радиально-упорных подшипников 2 валом 3. На К 1 установлен опорный элемент 5. Оси вала 3 и внутренней цилиндрической поверхности (ЦП) 7 К 1 наклонены под острым углом /5 к оси его внешней ЦП 8. С колонной бурильных труб 10 К 1 соединен посредством переводника 9. Материал последнего имеет величину модул  упругости меньше, чем у материала корпуса 1 и колонны бурильных труб 10. Ось резьбового соединени  переводника 9 с К 1 наклонена под острым углом у к оси внешней ЦП 8 в апсидальной плоскости турбобура. Рабочие органы 6 последнего выпопне- н,ы в виде пропеллерных турбин. При спуске турбобура в скважину благодар  тому, что переводник 9 имеет большую деформационную способность , ограничиваетс  величина усили , прижимающего Д 4 к стенке скважины, В результате снижаетс  износ элементов Д 4 при доводке его к месту зарезки. 3 з.п.ф-лы, 1 ил. сл сThe invention relates to the drilling of wells and improves the efficiency when drilling the second bore by increasing the angle of deviation of the axis of the bit (D) from the axis of the borehole while maintaining the strength of the threaded connections of the casing (K), reducing wear D during tripping; to control the control of the second barrel. The turbo-drill contains K 1 with shaft 3 installed in it by means of angular contact bearings 2. A support element 5 is mounted on K 1. Axes of shaft 3 and inner cylindrical surface (CPU) 7 K 1 are inclined at an acute angle of / 5 to the axis of its external CPU 8 The 10 K 1 string of drill pipes is connected by means of the sub 9. The material of the latter has a modulus of elasticity less than that of the case material 1 and the drill string of the string 10. The threaded joint axis of the sub 9 with K 1 is inclined at an acute angle to the axis of the external CPU 8 in the apsidal plane tour beaver. Working bodies 6 of the latter were made in the form of propeller turbines. During the descent of the turbo-drill into the borehole, because the sub 9 has a large deformation capacity, the magnitude of the force pressing D 4 to the borehole wall is limited. As a result, the wear of the D 4 elements is reduced when finishing it at the cutting point. 3 hp ff, 1 ill. cl

Description

Изобретение относитс  к области бурени  скважин и может быть использовано при забуривании второго ствола скважины.The invention relates to the field of drilling wells and can be used when drilling a second wellbore.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности при забуривании второго ствола за счет увеличени  угла отклонени  оси долота от оси скважины при сохранении прочности резьбовых соединений корпуса, снижение износа долота при спуско-подъемных операци х и осуществление контрол  зарезки второго ствола.The aim of the invention is to increase the efficiency when drilling the second bore by increasing the angle of deviation of the axis of the bit from the axis of the borehole while maintaining the strength of the threaded connections of the body, reducing the wear of the bit during lowering and lifting operations of the second bore.

На чертеже изображен турбобур, продольный разрез.The drawing shows a turbo-drill, a longitudinal section.

Турбобур содержит корпус 1 и установленный в нем посредством рэдиально-упор- ных подшипников 2 вал 3 с долотом 4. На верхней части корпуса 1 в его апсидальной плоскости установлен опорный элемент 5. Рассто ние от кра  опорного элемента 5 до места контакта корпуса 1 со стенкой скважины не превышает диаметра долота 4. Рабочие органы 6 турбобура выполнены в виде пропеллерных турбин. Оси вала 3 и внутренней цилиндрической поверхности 7 корпуса 1 наклонены под острым углом оси внешней цилиндрической поверхности 8The turbodrill comprises a housing 1 and a shaft 3 mounted with a radial-thrust bearing 2 with a chisel 4. A supporting element 5 is installed on the upper part of the housing 1 in its apsidal plane. The distance from the edge of the supporting element 5 to the contact of the housing 1 with the wall wells do not exceed the diameter of the bit 4. The working bodies of the 6 turbodrill are made in the form of propeller turbines. The axis of the shaft 3 and the inner cylindrical surface 7 of the housing 1 is inclined at an acute angle of the axis of the outer cylindrical surface 8

о о о оoh oh oh

OsOs

корпуса 1, Этот угол определ етс  из выражени housing 1, This angle is determined from the expression

tfl/J 2iXlpX2ltfl / J 2iXlpX2l

где Xi - максимальна  толщина корпуса;where Xi is the maximum thickness of the body;

Х2 - минимальна  толщина корпуса;X2 - the thickness of the case is minimal;

I- рассто ние между верхней и нижней радиальными опорами вала турбобура.I is the distance between the upper and lower radial bearings of the turbo-drill shaft.

Угол наклона вала к оси скважины +/J где ct-угол наклона корпуса коси скважины, определ емый из выражени The angle of inclination of the shaft to the axis of the well + / J, where ct is the angle of inclination of the body of the mowing hole, determined from the expression

„a-uft где Од - диаметр долота;„A-uft where Od is the diameter of the bit;

От - диаметр турбобура;From - diameter of the turbo-drill;

L - рассто ние от места контакта верхней точки турбобура со стенкой скважины до нижней кромки долота.L is the distance from the point of contact of the top point of the turbo-drill with the borehole wall to the lower edge of the bit.

Переводчик 9 соедин ет корпус 1 с колонной бурильных труб 10. Ось резьбового соединени  переводника 9 с корпусом 1 наклонена под острым углом у к оси поверхности 8 в апсидальной плоскости турбобура дл  небольшого прижати  долота 4 к стенке скважины. Величина модул  упругости материала переводника 9, выполненного, например , из дюралюмини , меньше, чем величина модул  упругости материалов корпуса 1 и колонны бурильных труб 10, выполненных из стали.Translator 9 connects body 1 to a string of drill pipes 10. The threaded joint axis of the sub 9 with body 1 is inclined at an acute angle y to the axis of surface 8 in the apsidal plane of the turbo-drill for slightly pressing bit 4 to the borehole wall. The magnitude of the elastic modulus of the material of the sub 9, made, for example, of duralumin, is less than the magnitude of the elastic modulus of the materials of the housing 1 and the drill pipe string 10, made of steel.

Дл  гарантировани  зарезки второго ствола, особенно в твердых породах, отклон ющую силу стрем тс  получить возможно большей. Кроме того, дл  облегчени  и интенсификации зарезки компоновка выполн етс  так, чтобы угол между ос ми долота и скважины получалс  возможно большим. Применение больших отклон ющих сил в компоновках ограничиваетс , с одной стороны , сложностью продвижени  компоновки по стволу скважины, а, с другой стороны, затруднением запуска турбобура из-за больших моментов вращени , возникающих на долоте.To ensure that the second barrel is cut, especially in hard rock, the deflecting force tends to get as large as possible. In addition, in order to facilitate and intensify the kickoff, the arrangement is performed such that the angle between the axis of the bit and the well is as large as possible. The use of large deflection forces in arrangements is limited, on the one hand, by the difficulty of advancing the assembly in the wellbore, and, on the other hand, by the difficulty of starting a turbo-drill due to the large torques arising on the bit.

Удельные моменты при зарезке кратно превосход т удельные моменты при обычном бурении.The specific moments during the cutting multiply exceed the specific moments during normal drilling.

При спуске турбобура в скважину благодар  тому, что переводник 9 обладает большой деформационной способностью, ограничиваетс  величина усили , прижимающего долото 4 к стенке скважины. В результате снижаетс  износ рабочих элементов долота 4 при доводке его к месту зарезки. Ограничение силы, прижимающей долото к стенке скважин в процессе бурени , и увеличение частоты вращени  необходимы по р ду причин:During the descent of the turbo-drill into the well due to the fact that the sub 9 has a large deformation capacity, the amount of force that presses the bit 4 to the wall of the well is limited. As a result, the wear of the working elements of the bit 4 is reduced while finishing it to the place of cutting. The limitation of the force pressing the bit to the wall of the wells during the drilling process, and an increase in the rotation frequency are necessary for a number of reasons:

уменьшение прогиба корпуса 1, отрицательно сказывающегос  на процессе зарезки , так как прогиб корпуса 1 уменьшает угол между осью долота 4 и осью скважины;reduction of the deflection of the housing 1, negatively affecting the cutting process, as the deflection of the housing 1 reduces the angle between the axis of the bit 4 and the axis of the well;

снижение потребной величины момента на долоте 4, что позвол ет забуриватьс  на высоких оборотах;a reduction in the required torque value at bit 4, which allows for drilling at high revs;

снижение амплитуды крутильных колебаний низа бурильной колонны, отрица0 тельно вли ющей на процесс зарезки;a decrease in the amplitude of the torsional vibrations of the bottom of the drill string, which negatively influences the cutting process;

возможность работы турбобура в режимах , близких к разгонным, так как зарезки второго ствола представл ет собой процесс фрезеровани  стенки скважины, которомуthe ability to operate a turbo-drill in modes close to overclocking, since the cutting of the second bore is a process of milling the borehole wall, to which

5 показан высокооборотный режим работы;5 shows a high-speed operation mode;

пропорционально квадрату частоты вращени  увеличиваетс  кинетическа  энерги  вращающейс  массы, котора  в большей степени поглощает пики моментов, возника0 ющих на долоте 4, а следовательно, снижает амплитуду крутильных колебаний, что, в свою очередь, в большей степени обеспечивает непрерывный контакт долота 4 со стенкой скважины в заданной точке;proportional to the square of the rotational frequency, the kinetic energy of the rotating mass increases, which to a greater extent absorbs the peaks of the moments appearing on bit 4, and therefore reduces the amplitude of torsional vibrations, which, in turn, to a greater degree ensures continuous contact of bit 4 with the borehole wall in given point;

5 улучшение запуска турбобура, так как удельный момент от отклон ющей силы значительно больше, чем от осевой нагрузки.5, the improvement of the launch of the turbo-drill, since the specific moment from the deflecting force is much greater than from the axial load.

Дл  контрол  процесса зарезки второго ствола и режима работы турбобура послед0 ний комплектуетс  пропеллерными турбинами , у которых восрастающа  лини  давлени  от холостого хода к тормозу.In order to control the process of cutting the second barrel and the mode of operation of the turbo-drill, the successive sets are equipped with propeller turbines, in which the rising pressure line from idle to brake.

При высокооборотном режиме зарезки второго ствола рекомендуетс  дл  зарезкиIn high-speed mode, the second bore is recommended for

5 использовать либо алмазные зарезные долота , либо безопорные долота из Славути- ча типа ИСМ.5 to use either diamond drill bits or non-supporting bits from Slavutich type ISM.

Claims (4)

1.Турбобур, содержащий корпус с уста- 0 новленным в нем посредством радиальноупорных подшипников валом, рабочие органы и опорный элемент, установленный на корпусе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности при забу5 ривании второго ствола за счет увеличени  угла отклонени  оси долота от оси скважины при сохранении прочности резьбовых соединений корпуса, оси вала и внутренней цилиндрической поверхности корпуса на0 клонены под острым углом к оси внешней цилиндрической поверхности корпуса.1.Turbobur, comprising a housing with a shaft mounted through radially resistant bearings, working members and a supporting element mounted on the housing, characterized in that, in order to increase efficiency when blocking the second barrel by increasing the angle of deviation of the axis of the bit from the axis of the well while maintaining the strength of the threaded connections of the housing, the shaft axis and the inner cylindrical surface of the housing are inclined at an acute angle to the axis of the outer cylindrical surface of the housing. 2.Турбобур по п.1, отличающийс  тем, что, с целью снижени  износа долота при спуско-подъемных операци х, матери5 ал переводника, соедин ющего корпус с колонной бурильных труб, имеет величину модул  упругости меньше, чем у материала корпуса и колонны бурильных труб.2.Turbobur according to claim 1, characterized in that, in order to reduce bit wear during tripping, the material of the sub connecting the case to the drill pipe has a modulus of elasticity less than that of the case material and drill string. pipes. 3.Турбобур по п.1,отличающийс  тем, что, с целью осуществлени  контрол 3.Turbobur according to claim 1, characterized in that, in order to control зарезки второго ствола, рабочие органы выполнены в виде пропеллерных турбин,the second barrel cutting, the working bodies are made in the form of propeller turbines, 4. Турбобур по п.1,отличающийс  тем, что ось резьбового соединени  переводника с корпусом наклонена под острым углом к оси внешней цилиндрической поверхности корпуса в апсидальной плоскости турбобура.4. A turbo-drill according to claim 1, characterized in that the axis of the threaded joint of the sub with the body is inclined at an acute angle to the axis of the outer cylindrical surface of the body in the apsidal plane of the turbo-drill. - /- / JJ
SU894756091A 1989-11-01 1989-11-01 Turbodrill SU1696661A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894756091A SU1696661A1 (en) 1989-11-01 1989-11-01 Turbodrill

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894756091A SU1696661A1 (en) 1989-11-01 1989-11-01 Turbodrill

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1696661A1 true SU1696661A1 (en) 1991-12-07

Family

ID=21478030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894756091A SU1696661A1 (en) 1989-11-01 1989-11-01 Turbodrill

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1696661A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2136832C1 (en) * 1999-01-27 1999-09-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" - ВНИИБТ Drilling device
RU2188928C2 (en) * 2000-08-07 2002-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Deflecting tool
WO2013059374A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-25 Smith International Inc. Drill bits having rotating cutting structures thereon

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N° 72221,кл. Е 21 В 7/08, 1945. Авторское свидетельство СССР № 1159998, кл. Е 21 В 7/08, 1983. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2136832C1 (en) * 1999-01-27 1999-09-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" - ВНИИБТ Drilling device
RU2188928C2 (en) * 2000-08-07 2002-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Deflecting tool
WO2013059374A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-25 Smith International Inc. Drill bits having rotating cutting structures thereon
CN103998707A (en) * 2011-10-18 2014-08-20 史密斯国际有限公司 Drill bits having rotating cutting structures thereon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4636151A (en) Downhole progressive cavity type drilling motor with flexible connecting rod
US7654344B2 (en) Torque converter for use when drilling with a rotating drill bit
JPS58501240A (en) drilling rig
CN107664012A (en) The two-way high frequency composite impact device of turbine type
CN112177529B (en) Efficient rock breaking oscillation device with disc spring-sealed cavity buffering function
CN108798502A (en) Screw composite impact device
SU1696661A1 (en) Turbodrill
CN112502609A (en) Full-open type rotary-punching screw drill
CN108661550A (en) One-way fashion impactor based on turbine and spring
CN109268419B (en) Well drilling speed-up mechanism
CA3163629A1 (en) Well drilling acceleration tool
CN111472695A (en) Multi-stage bit pressure adjusting tool and bit pressure stabilizing method for directional drilling PDC bit
WO2021120720A1 (en) Well drilling tool and method for determining parameter thereof
CN110374509A (en) The double pressure chamber helicoid hydraulic motors of drag reduction jar
CN113863873A (en) Constant-pressure constant-torque tool for well drilling
US20240175323A1 (en) Torque-adaptive impact tool suitable for pdc bit
AU2006252017A1 (en) Percussion drill bit with v-shaped splines
CN219012482U (en) Pulse oscillation type turbine drilling tool
CN111236851A (en) Long-life module cutting tooth and PDC drill bit adopting same
CN214532770U (en) Full-open type rotary-punching screw drill
CN207048684U (en) One kind mixing broken rock mechanism and a kind of long-life Mixed drilling bit
CN212337147U (en) Angle-adjustable transmission shaft assembly for screw drill
RU2021463C1 (en) Device for well drilling
CN215565692U (en) Active vibration reduction drilling tool
CN107060653A (en) One kind mixing broken rock mechanism and a kind of long-life Mixed drilling bit