Башмак с силовым приводом - RU170535U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к области бурения скважин и предназначена для оборудования низа обсадной колонны или хвостовика с целью направления ее по стволу скважины с возможностью проработки нестабильных участков ствола, участков ствола с набухающими и обваливающимися глинами и защиты оборудования, входящего в компоновку колонны, от повреждения при спуске.

В патентной публикации (US 7849927, МПК Е21В 29/00, опубл. 14.10.10 г.) описано устройство (3) для использования при спуске компоновки обсадных труб в скважину, содержащее режущий инструмент (5); приводное устройство (4), соединенное с режущим инструментом (5) и предназначенное для вращения режущего инструмента (5), в котором приводное устройство и режущий инструмент содержит, по меньшей мере, одну часть из хрупкого, разбуриваемого, растворимого, и разлагаемого материала; в котором приводное устройство полностью удаляется из скважины при бурении, растворении или деградации; и концевой соединитель (13), соединенный с приводным устройством (4) и адаптированый для подключения к колонне обсадных труб. Данное устройство взято нами за прототип.

Недостатками устройства - прототипа является не достаточная надежность работы за счет шламования башмака и оборудования, входящего в компоновку колонны, при этом такая конструкция часто приводит к несвоевременному срабатыванию пакера в процессе работы.

Техническая проблема решаемая в предлагаемой полезной модели состоит в расширении арсенала технических средств, т.е. в создании башмака с силовым приводом для оборудования низа обсадной колонны или хвостовика, альтернативного устройству прототипу и свободного от его недостатков.

Выше указанная проблема решается с помощью признаков 1-го пункта формулы полезной модели таких как башмак с силовым приводом для оборудования низа обсадной колонны или хвостовика, характеризуется тем, что содержит силовую секцию, состоящую из статора и ротора (винтового забойного двигателя), гибкий или карданный вал, секцию шпиндельную, состоящую из корпуса, осевой и радиальных опор, и вала шпиндельной секции, соединенного с наконечником, приводимым во вращательное движение ротором, совершающим планетарное движение внутри статора, при этом башмак дополнительно снабжен клапаном сброса давления размещенным в роторе.

Согласно п. 2 формулы полезной модели клапан сброса давления содержит седло, золотник в виде шара и пружину обеспечивающие открытие канала перетока буровой жидкости при достижении перепада давления меньшего чем давление срабатывание пакера на величину 30…80%.

Согласно п. 3 формулы полезной модели тело наконечника, включая лопасти и промывочные отверстия, армированы износостойким покрытием, а в нижней части имеет полусферическую форму и выполнено из легкоразбуриваемого материала, например, алюминия.

Выше перечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - полезная модель увеличивает надежность работы устройства, обеспечивает необходимый момент и высокую скорость вращения наконечника, при этом исключается достижение перепада давления при котором срабатывает пакер, а форма наконечника исключает врезание в стенки скважины, но обеспечивает эффективное разрушение препятствий, которые могут встретиться в стволе, позволит разбурить башмак после цементирования обычным долотом с алмазными поликристалическими резцами (долотом PDC) и продолжить дальнейшее строительство скважины.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на Фиг. показан разрез общего вида устройства.

Башмак с силовым приводом для оборудования низа обсадной колонны или хвостовика (Фиг.) содержит силовую секцию 1, состоящую из статора 2 и ротора 3 (винтового забойного двигателя), гибкий или карданный вал 4, секцию шпиндельную, состоящую из корпуса 5, осевой 6 и радиальных 7 опор, и вала 8 шпиндельной секции, соединенного с наконечником 9, приводимым во вращательное движение ротором 3, совершающим планетарное движение внутри статора 2. Башмак дополнительно снабжен клапаном сброса давления 10, размещенным в роторе.

Клапан сброса давления содержит седло 11, золотник 12 в виде шара или тарелки и пружину 13 обеспечивающие открытие канала перетока 14 буровой жидкости при достижении перепада давления меньшего чем давление срабатывание пакера на величину 30…80%.

Тело наконечника 9, включая лопасти 15 и промывочные отверстия 16, армированы износостойким покрытием 17, а в нижней части имеет полусферическую форму 18 и выполнено из легкоразбуриваемого материала, например, алюминия.

Назначение и работа устройства.

Башмак относится к механизмам объемного (гидростатического) действия, применение которого позволяет осуществлять процесс вращения наконечника.

Контроль за работой башмака осуществляют по изменению давления в нагнетательной линии, поскольку перепад давления на башмаке пропорционален моменту на его наконечнике.

Секция силовая предназначена для преобразования энергии движущегося потока рабочей жидкости во вращательное движение ротора 3 и передачи этого движения на вал 8 шпиндельной секции и на наконечник 9. (Фиг.)

В состав силовой секции входят ротор 3 и статор 2. Статор выполнен в виде стального корпуса, к внутренней поверхности которого привулканизирована резиновая обкладка с внутренними винтовыми зубьями левого направления. Стальной ротор 2 имеет наружные винтовые зубья. Величина шага винтовых линий зубьев ротора 3 и статора 2 пропорциональна числу их зубьев. Зубья статора и ротора, находясь в непрерывном контакте, образуют замыкающиеся по длине статора единичные камеры (на чертеже не показаны). Рабочая жидкость, нагнетаемая насосами буровой установки, поступает к наконечнику 9, проворачивая при этом ротор 3 внутри обкладки статора 2 силовой секции башмака. При прокачивании рабочей жидкости через башмак ротор 3 совершает планетарное движение относительно оси статора 2, обкатываясь по зубьям обкладки. Сам ротор при этом вращается по часовой стрелке. Планетарное движение ротора 3 преобразуется в соосное вращение вала 8 шпиндельной секции при помощи гибкого вала (торсиона) 4, передающего крутящий момент и гидравлическую осевую нагрузку от ротора 3 на вал 8 шпиндельной секции.

Секция шпиндельная предназначена для восприятия осевых и радиальных нагрузок, действующих на башмак, и включает в себя упорно-радиальный двурядный шарикоподшипник 6, радиальные опоры скольжения 7. Планетарное движение ротора 3 внутри статора 2 через гибкий вал (торсион) 4 преобразуется во вращение вала 8 шпиндельной секции.

Клапан сброса давления содержит седло 11, золотник 12 в виде шара или тарелки и пружину 13 обеспечивающие открытие канала перетока 14 буровой жидкости при достижении перепада давления, меньшего чем давление срабатывание пакера на величину 30…80%. При этом исключается достижение перепада давления, что увеличивает надежность работы устройства в целом.

Вращающийся наконечник 9 предназначен для проработки нестабильных участков ствола, участков ствола с набухающими и обваливающимися глинами и обеспечивает беспрепятственное доведение хвостовика до финального забоя. Дизайн наконечника исключает врезание башмака в стенки скважины. Тело наконечника, включая лопасти 15 и промывочные отверстия 16, армированы износостойким покрытием 17, например, на основе карбида вльфрама. В нижней части наконечник имеет полусферическую форму 18 и выполнен из легкоразбуриваемого материала, например алюминия.

Из описания и практического применения настоящей полезной модели специалистам будут очевидны и другие частные формы ее выполнения. Данное описание и чертеж рассматриваются как материал, иллюстрирующий полезную модель, сущность которой и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле полезной модели, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Реферат

Башмак с силовым приводом для оборудования низа обсадной колонны или хвостовика содержит силовую секцию 1, состоящую из статора 2 и ротора 3 (винтового забойного двигателя), гибкий или карданный вал 4, секцию шпиндельную, состоящую из корпуса 5, осевой 6 и радиальных 7 опор, и вала 8 шпиндельной секции, соединенного с наконечником 9, приводимым во вращательное движение ротором 3, совершающим планетарное движение внутри статора 2. Башмак дополнительно снабжен клапаном сброса давления 10, размещенным в роторе. Технический результат - полезная модель увеличивает надежность работы устройства, обеспечивает необходимый момент и высокую скорость вращения наконечника, при этом исключается достижение перепада давления, при котором срабатывает пакер, а форма наконечника исключает врезание в стенки скважины, но обеспечивает эффективное разрушение препятствий, которые могут встретиться в стволе, позволит разбурить башмак после цементирования обычным долотом с алмазными поликристалическими резцами (долотом PDC) и продолжить дальнейшее строительство скважины. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула