Регулятор динамічного навантаження на вибій

Реферат: Регулятор динамічного навантаження на вибій включає корпус, вузол передачі крутного моменту, ствол, пружний елемент. Пристрій додатково обладнаний гідроакустичним генератором для створення високочастотних коливань, які виникають при кавітаційному їх збуренні. UA 123119 U (12) UA 123119 U UA 123119 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технічних засобів буріння свердловини, а саме до регуляторів динамічного навантаження на вибій. Відомий наддолотний амортизатор [А.с. СССР № 386122, МПК Е21В 17/06, публ. 14.06.73, бюл. № 26], який містить корпус, ствол, вузол передачі крутного моменту у вигляді гвинтової, пружні елементи виконані у вигляді пружних тонкостінних оболонок з наповнювачем. Гвинтова пара розташована над долотом і приймає тільки реактивні збурення від нього. Вона опирається на пружний елемент і виконує віброзахисні функції. Недоліком такого пристрою є неможливість використання енергії крутного моменту для зміни осьового навантаження, а також високочастотних коливань для збільшення механічної швидкості буріння. Найбільш близьким до пропонованого є пристрій осьового навантаження [Патент України № 72885 МПК Е21В 17/07, публ. 27.08.2012, бюл. № 17], що містить корпус, всередині якого на пустотілому стволі встановлені гвинтова пара та пружний елемент, який розміщений над гвинтовою парою, яка утворена гайкою і гвинтом, що виконані з лівою багатозахідною ходовою різьбою. Така конструкція пристрою дає можливість інтенсифікувати взаємодію долота з вибоєм. Однак застосування такої конструкції не дає, в повній мірі, використати енергію кавітаційного збурення коливань у промивальній рідині у широкому діапазоні частот для підвищення показників буріння. Задачею технічного рішення, що пропонується, є вдосконалення динамічного регулятора навантаження на долото для використання частини його крутного моменту з метою підвищення осьового навантаження на долото за рахунок вкручування гвинта в гайку під дією крутного моменту бурильної колони, а також використання енергії кавітаційних збурень при протіканні промивальної рідини для підвищення показників буріння (збільшення механічної швидкості буріння). Поставлена задача вирішується тим, що пристрій додатково обладнаний гідроакустичним генератором для створення високочастотних коливань, які виникають при кавітаційному їх збуренні. На кресленні зображено загальний вигляд пристрою. Регулятор динамічного навантаження на вибій складається з перевідника 1, для з'єднання з бурильною колоною, або з валом вибійного двигуна, сальникової гайки 2, багатозахідної гайки 3, багатозахідного несамогальмівного гвинта 4, корпуса 5, поршня 6, гумового наповнювача 7, пружної оболонки першого ступеня 8, подвійного поршня 9, наповнювача другого ступеня 10, оболонки другого ступеня 11, ствола 12, гідроакустичного генератора 13, обтічника 14, стрижневого резонатора 15, тороїдальної резонансної камери 16, пластинчастого резонатора 17, спірального розширювача 18 та шарошкового долота 19. Пристрій працює наступним чином. Пристрій встановлюється між шарошковим долотом 19 зі спіральним розширювачем 18 і приводним валом вибійного двигуна або обважненими бурильними трубами (ОБТ) і з'єднується з ними через перевідник 1 та сальникову гайку 2 з гвинтом 4. При обертанні приводного вала багатозахідний несамогальмівний гвинт 4 вгвинчується у багатозахідну гайку 3 і осьове зусилля від нього передається через пружні елементи, які складаються з пружних оболонок першого 8 та другого 11 ступенів з розміщеними в них еластичним наповнювачем, відповідно, першого 7 та другого 10 ступенів, сполучених подвійним поршнем 9 через гідроакустичний генератор 13 (роботу якого буде розглянуто нижче) через спіральний розширювач 18 на шарошкове долото 19 і інтенсифікує його роботу. При цьому, в залежності від режиму осьового навантажування, може включатись один або два пружних елементи, щоб отримати віброзахист від долотних збурень. Поток промивальної рідини під тиском надходить у гідродинамічний генератор 13 через ствол 12 до обтікача 14 і обтікає його поверхню через кільцевий простір і спрямовується у тороїдальну резонансну камеру 16 з стрижневим 15 та пластинчастим 17 резонаторами. З гідродинамічного генератора 13 промивальна рідина через канали в спіральному розширювачі 18 та шарошковому долоті 19 підводиться до вибою з вилученням акустичної енергії. При цьому хвилі енергії направляються перпендикулярно площині резонатора. Наявність в генераторі жорсткого зв'язку пластинчастого і стрижневого резонаторів поміж собою дозволяє забезпечити параметричну взаємодію хвиль, які генеруються гідроакустичним генератором, створюючи високочастотні коливання, що виникають за рахунок кавітаційного їх збурення. Тороїдальна резонансна камера працює в погоджувальному режимі з пластинчастим і стрижневим резонаторами. Це можна пояснити тим, що пластинчастий і стрижневий резонатори одночасно є активними поверхнями резонансної камери. Коливання стрижневого і 1 UA 123119 U пластинчастого резонаторів призводить до пульсаційної зміні потоку, який поступає в резонансну камеру, а відтак і зміну об'єму і тиску в ній. Технічним результатом від використання пристрою є інтенсифікація процесу буріння і, як наслідок, збільшення механічної швидкості. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Регулятор динамічного навантаження на вибій, який включає корпус, вузол передачі крутного моменту, ствол, пружний елемент, який відрізняється тим, що пристрій додатково обладнаний гідроакустичним генератором для створення високочастотних коливань, які виникають при кавітаційному їх збуренні. 2 UA 123119 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3