Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин

Реферат: Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин містить колону бурових труб, бурове долото із промивним каналом, вузол генерування гідроакустичних хвиль, який має порожнистий корпус, виконаний із двох окремих верхньої і нижньої частин, а також установлений в порожнистому корпусі резонатор. Гідроакустичний пристрій оснащений співвісною пристрою втулкою, з'єднаною одним кінцем з нижньою частиною порожнистого корпусу з можливістю зворотнопоступального руху вздовж поздовжньої осі пристрою, а бурове долото установлене в другому кінці зазначеної втулки. UA 77175 U (12) UA 77175 U UA 77175 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи, зокрема до буріння геологорозвідувальних, водозабірних, дренажних і інших свердловин технічного призначення. Відомий гідроакустичний пристрій для буріння свердловин, описаний в заявці на винахід Російської Федерації № 2004108275 (МПК 7Е21В7/00, 7Е21В10/18, 7Е21В21/00, пріоритет від 22.03.2004 р.) і прийнятий за аналог. Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин включає колону бурових труб, бурове долото із промивним каналом і вузол генерування гідроакустичних хвиль. Ці ознаки збігаються з суттєвими ознаками заявленої корисної моделі. У цьому пристрої вузол генерування гідроакустичних хвиль установлений у корпусі бурового долота й виконаний у вигляді вихрової камери з тангенціальними вхідними каналами й центральним вихідним каналом. Пристрій включає також корпус із промивним каналом, гідравлічно сполученим з тангенціальними вхідними каналами вихрової камери. Цей пристрій працює у такий спосіб. При протіканні промивної рідини через вихрову камеру частина енергії потоку рідини перетворюється в пружні гідроакустичні коливання високої частоти, які діють безпосередньо на породу в призабійній зоні, руйнують її й сприяють більш ефективній роботі бурового долота при його обертанні. При цьому саме бурове долото не зазнає ударних навантажень, що підвищує його довговічність. Однак недоліком пристрою є те, що його вузол генерування гідроакустичних хвиль установлений у корпусі бурового долота й виконаний у вигляді вихрової камери з тангенціальними вхідними каналами. Це ускладнює конструкцію бурового долота й усього пристрою в цілому. Крім того, недоліком цього пристрою є те, що в ньому генеруються акустичні коливання однієї частоти, що не забезпечує високу продуктивність буріння. Найбільш близьким по технічній сутті до заявленої корисної моделі є гідроакустичний пристрій для буріння свердловин, описаний в патенті України № 16490 (МПК Е21ВЗ/00, Е21В7/00, Е21В21/00, пріоритет від 06.02.2006 р.) і прийнятий за прототип. Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин, прийнятий за прототип, включає колону бурових труб, бурове долото із промивним каналом, вузол генерування гідроакустичних хвиль, який має порожнистий корпус, виконаний із двох окремих верхньої и нижньої частин, а також установлений в порожнистому корпусі резонатор. Ці ознаки збігаються з суттєвими ознаками заявленої корисної моделі. У цьому пристрої вузол генерування гідроакустичних хвиль виконаний у вигляді розміщеного у порожнистому корпусі набору сопел, установлених коаксіально одне одному і виконаних таким чином, що утворюють між собою кільцеве сопло. Таке виконання пристрою спрощує конструкцію і дає змогу генерувати акустичні коливання різної частоти. А наявність установленого в порожнистому корпусі резонатора збільшує потужність гідроакустичних хвиль, що підвищує продуктивність буріння. Однак недоліком пристрою, взятого за прототип, є те, що в ньому не використовується значна частина потужності гідроакустичних хвиль. В основу заявленої корисної моделі поставлена технічна задача створення гідроакустичного пристрою для буріння свердловин, що забезпечує одержання технічного результату, який полягає в підвищенні ефективності використання потужності гідроакустичних хвиль. Поставлена задача вирішується тим, що гідроакустичний пристрій для буріння свердловин, який містить колону бурових труб, бурове долото із промивним каналом, вузол генерування гідроакустичних хвиль, який має порожнистий корпус, виконаний із двох окремих верхньої і нижньої частин, а також установлений в порожнистому корпусі резонатор, оснащений співвісною пристрою втулкою, з'єднаною одним кінцем з нижньою частиною порожнистого корпусу з можливістю зворотно-поступального руху вздовж поздовжньої осі пристрою, а бурове долото установлене в другому кінці зазначеної втулки. Між сукупністю ознак заявленої корисної моделі, як вона охарактеризована вище й у формулі корисної моделі, і одержуваним при її використанні технічним результатам існує причинно-наслідковий зв'язок. Виключення із зазначеної нової сукупності ознак хоча б однієї ознаки не забезпечує досягнення нового технічного результату, що полягає в підвищенні ефективності використання потужності гідроакустичних хвиль. Отже, зазначені ознаки є суттєвими, тому що кожна з них, окремо взята, необхідна, а всі, разом узяті, достатні для того, щоб відрізнити даний об'єкт корисної моделі від всіх інших об'єктів того ж призначення й одержати новий технічний результат при його використанні. Суть корисної моделі пояснюється графічними матеріалами, де на фіг. 1 зображений загальний вид гідроакустичного пристрою для буріння свердловин; на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1; на фіг. 3 - розріз Б-Б на фіг. 2. 1 UA 77175 U 5 10 15 20 25 30 Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин містить колону 1 бурових труб, бурове долото 2 із промивним каналом 3 і вузол 4 генерування гідроакустичних хвиль. Вузол 4 генерування гідроакустичних хвиль виконаний у вигляді порожнистого корпусу 5 і розміщеного в його порожнині 6 набору сопел 7 і 8, установлених коаксіально одне одному. Сопло 7 має конфузор 9 і дифузор 10, сопло 8 має конфузор 11 і дифузор 12. Сопла 7 і 8 виконані таким чином, що утворюють між собою кільцеве сопло 13. Сопло 8 установлене в соплі 7 за допомогою виконаних на соплі 8 центруючих ребер 14. Для зручності виготовлення й зборки порожнистий корпус 5 виконаний і з двох частин: верхньої 15 і нижньої 16. Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин оснащений резонатором 17, установленим у резонансній камері 18, виконаній в порожнистому корпусі 5. Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин також оснащений співвісною пристрою втулкою 19, з'єднаною одним кінцем з нижньою частиною 16 порожнистого корпусу 5 з можливістю зворотно-поступального руху вздовж поздовжньої осі пристрою, а бурове долото 2 установлене в другому кінці зазначеної втулки 19. Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин має механізм 20 для обертання колони 1 бурових труб, що приводиться в обертання двигуном 21. Буровий насос 22 призначений для подачі по трубі 23 промивної рідини в колону 1 бурових труб. Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин працює в такий спосіб. Колону 1 бурових труб із прикріпленими до неї вузлом 4 генерування гідроакустичних хвиль і буровим долотом 2 вводять у свердловину й установлюють у колоні 1 бурових труб трубу 23 для подачі промивної рідини. Після цього включають буровий насос 22 і подають у призабійну зону промивну рідину. Після цього вмикають двигун 21, який за допомогою механізма 20 приводить в обертання колону 1 бурових труб. Відбувається буріння свердловини. Завдяки тому що гідроакустичний пристрій для буріння свердловин оснащений співвісною пристрою втулкою 19, з'єднаною одним кінцем з нижньою частиною 16 порожнистого корпусу 5 з можливістю зворотно-поступального руху вздовж поздовжньої осі пристрою, а бурове долото 2 установлене в другому кінці зазначеної втулки, бурове долото 2 має можливість коливатися вздовж поздовжньої осі пристрою з частотою діючих на нього гідроакустичних хвиль, які генеруються вузлом генерування гідроакустичних хвиль. Це підвищує ефективність використання потужності гідроакустичних хвиль. Розроблено конструкторську документацію гідроакустичного пристрою для буріння свердловин, виготовлений і випробуваний дослідний зразок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Гідроакустичний пристрій для буріння свердловин, що містить колону бурових труб, бурове долото із промивним каналом, вузол генерування гідроакустичних хвиль, який має порожнистий корпус, виконаний із двох окремих верхньої і нижньої частин, а також установлений в порожнистому корпусі резонатор, який відрізняється тим, що він оснащений співвісною пристрою втулкою, з'єднаною одним кінцем з нижньою частиною порожнистого корпусу з можливістю зворотно-поступального руху вздовж поздовжньої осі пристрою, а бурове долото установлене в другому кінці зазначеної втулки. 2 UA 77175 U 3 UA 77175 U 4 UA 77175 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5