Пристрій регулювання динамічного навантаження на вибій

Реферат: Пристрій регулювання динамічного навантаження на вибій, який включає корпус, вузол передачі крутного моменту, який трансформує крутний момент в осьове навантаження і пружний елемент, причому він додатково обладнаний вихровою камерою для створення кавітаційного режиму. UA 123120 U (12) UA 123120 U UA 123120 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технічних засобів буріння свердловин, а саме до вузлів зміни динамічного стану бурильної колони і підвищення показників роботи долота. Відомий наддолотний амортизатор [А.с. СССР № 386122, МПК Е21В 17/06, публ. 14.06.73, бюл. № 26], який включає в себе корпус, ствол, вузол передачі крутного моменту у вигляді гвинтової пари, 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 запропонованого 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 різзю. Така конструкція пристрою дає можливість інтенсифікувати взаємодію долота з вибоєм. Однак цей пристрій не споряджений кавітаційним пристроєм, що не дає можливості використати у процесі руйнування вибою високочастотних коливань, які генеруються кавітаційними процесами. Задачею технічного рішення, що пропонується, є вдосконалення пристрою з метою використання його для можливості підвищення крутого моменту і осьового навантаження при деякій зміні його установки в бурильній колоні і введення гідродинамічного випромінювача. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої регулювання динамічного навантаження на вибій, який включає корпус, вузол передачі крутного моменту, який трансформує крутний момент в осьове навантаження, та пружний елемент відрізняється тим, що він додатково обладнаний вихровою камерою для створення кавітаційного режиму. За визначеної інтенсивності звукових коливань виникає режим кавітації, який дозволяє отримати необхідні концентрації короткоживучих вільних радикалів, область існування яких знаходиться в камері активатора і сприяє інтенсифікації руйнування вибою. Збільшення осьового навантаження на долото і крутного моменту на ньому забезпечується вкручуванням гвинта в багатозахідну гайку, що забезпечує передачу осьового навантаження на долото через пружний елемент і гайку, яка зв'язана через корпус з останнім. Технічним результатом від використання пристрою є інтенсифікація процесу буріння за рахунок одночасної дії збільшення осьового навантаження і дії кінетичної енергії акустичних хвиль і кавітаційних ефектів у привибійній зоні, що призводить до руйнування пограничного шару вибою. На кресленні зображено запропонований пристрій регулювання динамічного навантаження на вибій. 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, еластичного наповнювача першого ступеня 7, пружної оболонки першого ступеня 8, подвійного поршня 9, еластичного наповнювача другого ступеня 10, оболонки другого ступеня 11, ствола 12, гідродинамічного випромінювача звукових коливань 13, який містить тороїдальну вихрову камеру 14 з гострими закраїнами, вихідної камери гідродинамічного випромінювача 15, вихідного канала 16, спірального розширювача 17 та шарошкового долота 18. Пристрій працює наступним чином. Пристрій встановлюється між шарошковим долотом 18 зі спіральним розширювачем 17 і привідним 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 привідного вала багатозахідний несамогальмівний гвинт 4 вгвинчується у багатозахідну гайку 3 і осьове зусилля від нього передається через пружні елементи, які складаються з пружних оболонок першої 8 та другої 11 ступенів з розміщеними в них еластичним наповнювачем, відповідно, першого 7 та другого 10 ступенів, сполучених подвійним поршнем 9 через гідродинамічний випромінювач звукових коливань 13 (роботу якого буде розглянуто нижче) через спіральний розширювач 17 на шарошкове долото 18 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 надходить під тиском у гідродинамічний випромінювач звукових коливань 13 через ствол 12 і ділиться гострими закраїнами тороїдальної вихрової камери 14 на частини, одна з яких направляється у середину тороїдальної вихрової камери 14, дякуючи чому в ній виникає обертаючий струмінь, а інша частина струменя у вихідну камеру гідродинамічного 1 UA 123120 U 5 випромінювача 15, де автоколивна взаємодія струменів поміж собою на виході з тороїдальної вихрової камери 14 і основним потоком генерує акустичні коливання. При визначеній інтенсивності акустичних коливань у вихідній камері гідродинамічного випромінювача 15 гідродинамічного випромінювача звукових коливань 13 виникає режим кавітації, енергію якого через вихідний канал 16 гідродинамічного випромінювача звукових коливань 13 та спіральний розширювач 17 спрямовується на шарошкове долото 18. Таким чином, використання високочастотних коливань дозволяє інтенсифікувати процес руйнування вибою при бурінні свердловин і, як наслідок, значно збільшити механічну швидкість. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Пристрій регулювання динамічного навантаження на вибій, який включає корпус, вузол передачі крутного моменту, який трансформує крутний момент в осьове навантаження і пружний елемент, який відрізняється тим, що він додатково обладнаний вихровою камерою для створення кавітаційного режиму. 2 UA 123120 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