RU2019680C1

RU2019680C1 - Wave vibration generator for releasing drill string assemblies

Info

Publication number: RU2019680C1
Authority: RU
Inventors: С.Н. Понамаренко; В.К. Макаров; А.Д. Шостак; А.Д. Сгибнев; О.И. Склифасовский
Original assignee: Научно-технический центр "СОПАР"
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1989-07-06
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: releasing of stuck pipes. SUBSTANCE: installed in body on axial and radial bearings is hollow eccentric flywheel with radial channels above axial bearing and thread for shaft of turbodrill. When drilling mud is pumped, turbodrill shaft rotates eccentric flywheel. Made in body under flywheel are radial channels for producing circulation through drill string-casing string annulus. During operation, exerted on stuck pipes are transverse vibrations and axial load at the same time. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике и технологии ликвидации прихватов колонн бурильных труб при бурении скважин на нефть и газ. The invention relates to techniques and technologies for the elimination of sticking of drill pipe columns while drilling oil and gas wells.

Известно устройство, включающее в себя корпус с эксцентриками, турбину с полым валом и циркуляционную втулку с седлом под сбросовый запорный орган. Полый вал жестко связан упругим стержнем с эксцентриком на свободном конце. Эксцентрик на корпусе в поперечном сечении выполнен волнообразным и установлен с возможностью взаимодействия с эксцентриком стержня [1]. A device is known that includes a housing with eccentrics, a turbine with a hollow shaft, and a circulation sleeve with a seat for a relief shut-off element. The hollow shaft is rigidly connected by an elastic rod with an eccentric at the free end. The eccentric on the body in cross section is made wavy and installed with the possibility of interaction with the eccentric of the rod [1].

Ликвидация прихвата колонны бурильных труб с применением известного устройства не эффективно, потому что конструкция устройства не позволяет регулировать энергетические и механические параметры воздействия на прихваченные трубы в процессе работ по ликвидации прихвата. The elimination of sticking of the drill pipe string using the known device is not effective, because the design of the device does not allow you to adjust the energy and mechanical parameters of the impact on the stuck pipes in the process of eliminating sticking.

Известен генератор волновых колебаний для компоновок бурильных колонн, включающий полый корпус, установленный в нем с возможностью вращения эксцентричный переводник с опорами в верхней и нижней частях и соединительным узлом под вал турбобура [2]. A well-known wave oscillation generator for drill string assemblies, including a hollow body, an eccentric sub with support in the upper and lower parts and a connecting unit under the turbo-drill shaft mounted with the possibility of rotation [2].

В известной конструкции эксцентричный маховик установлен в кожухе и жидкость, пройдя через турбобур, движется по кольцевому пространству. В результате значительно уменьшился объем, занимаемый маховиком, что ведет к уменьшению центробежной силы, а следовательно, и мощности генератора. Кроме того, зазор, по которому движется промывочная жидкость, имеет небольшую величину, что создает большие гидравлические сопротивления и легко забивается. In a known construction, an eccentric flywheel is installed in the housing and the fluid, passing through the turbodrill, moves through the annular space. As a result, the volume occupied by the flywheel is significantly reduced, which leads to a decrease in the centrifugal force and, consequently, the generator power. In addition, the gap along which the flushing fluid moves is small, which creates large hydraulic resistance and easily clogs.

Цель изобретения - повышение надежности работы и увеличение мощности генератора. The purpose of the invention is to increase the reliability and increase the power of the generator.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор волновых колебаний для компоновок бурильных колонн, включающем полый корпус, установленный в нем с возможностью вращения эксцентричный переводник с опорами в верхней и нижней частях и соединительным узлом под вал турбобура, эксцентричный маховик выполнен полым с радиальными каналами над верхней опорой, причем в качестве верхней и нижней опор используют соответственно осевой и радиальный подшипники, а в стенке корпуса под эксцентричным маховиком выполнены радиальные каналы. This goal is achieved by the fact that in the wave oscillation generator for drill string assemblies, including a hollow body, an eccentric sub with support in the upper and lower parts and a connecting unit under the turbodrill shaft, rotatably mounted, the eccentric flywheel is hollow with radial channels above the upper a support, moreover, axial and radial bearings are used as the upper and lower bearings, and radial channels are made in the housing wall under the eccentric flywheel.

На чертеже показан генератор волновых колебаний для компоновок бурильных колонн в разрезе. The drawing shows a generator of wave oscillations for the layout of the drill string in the context.

Генератор волновых колебаний состоит из полого корпуса 1, имеющего в верхней части резьбу для присоединения к корпусу забойного двигателя, например, к секции турбобура, а нижняя часть корпуса посредством резьбы соединена с нижним переводником 2, имеющим резьбу для соединения с прихваченной компоновкой колонны бурильных труб. The wave oscillation generator consists of a hollow body 1, having a thread in the upper part for connection to a downhole motor body, for example, to a turbodrill section, and the lower part of the body is threadedly connected to a lower sub 2 having a thread for connection with a stuck drill pipe string assembly.

В корпусе 1 на верхней и нижней опорах - соответственно осевом подшипнике 3 и радиальном 4 - размещен с возможностью вращения полый эксцентричный маховик 5 с шейками 6. Верхняя шейка 6 над осевым подшипником 3 имеет радиальные каналы 7. На верхней шейке 6 с помощью резьбы установлена стандартная полумуфта 8 для соединения с валом секции турбобура. In the housing 1 on the upper and lower bearings - respectively, the axial bearing 3 and the radial 4 - rotatably placed a hollow eccentric flywheel 5 with necks 6. The upper neck 6 above the axial bearing 3 has radial channels 7. On the upper neck 6 using a thread installed standard coupling half 8 for connection with the shaft of the turbodrill section.

В нижней части стенка корпуса 1 под эксцентричным маховиком имеет промывочные отверстия 9, которые необходимы для прохода жидкости при отсутствии возможности прокачивать буровой раствор через аварийную часть компоновки колонны буровых труб. Между упорным и радиальным подшипниками находится опорная втулка 10. In the lower part, the wall of the housing 1 under the eccentric flywheel has flushing holes 9, which are necessary for the passage of fluid in the absence of the ability to pump the drilling fluid through the emergency part of the layout of the drill pipe string. Between the thrust and radial bearings is a support sleeve 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Когда первоочередными способами ликвидировать прихват бурильной колонны не удалось, то по общепринятой технологии отворачивают и извлекают из скважины свободную часть компоновки колонны бурильных труб. Корпус 1 устройства свинчивают с корпусом секции трубобура и полумуфту 8 соединяют с полумуфтой вала секции турбобура. When it was not possible to eliminate the sticking of the drill string by the priority methods, the free part of the drill pipe string assembly is turned off and removed from the well using conventional technology. The housing 1 of the device is screwed to the housing section of the pipe drill and the coupling half 8 is connected to the coupling half of the shaft of the turbodrill section.

Генератор волновых колебаний, соединенный с секцией турбобура на бурильных трубах, спускают в скважину. A wave oscillator connected to a drill pipe section of a turbodrill is lowered into the well.

С помощью переводника 2 устройство соединяют с аварийной частью компоновки колонны бурильных труб, навернув на верхнюю бурильную трубу рабочую трубу. Затем включают буровые насосы и создают циркуляцию. Буровой раствор, подаваемый насосами, проходит по бурильным трубам, поступает в секцию турбобура и приводит вал секции во вращение. Далее буровой раствор через полумуфту 8 и каналы 7 попадает вовнутрь корпуса 1. В зависимости от наличия или отсутствия циркуляции через аварийную часть компоновки колонны бурильных труб буровой раствор через эту циркуляцию или отверстия 9 выходит в кольцевое пространство скважины и поднимается к устью, затем в буровые насосы и далее цикл повторяется. Using a sub 2, the device is connected to the emergency part of the drill pipe string layout by screwing the working pipe onto the upper drill pipe. Then turn on the mud pumps and create a circulation. The drilling fluid supplied by the pumps passes through the drill pipes, enters the turbodrill section and rotates the section shaft. Further, the drilling fluid through the coupling half 8 and channels 7 enters the housing 1. Depending on the presence or absence of circulation through the emergency part of the drill pipe string, the drilling fluid through this circulation or openings 9 enters the annular space of the well and rises to the wellhead, then into the mud pumps and then the cycle repeats.

В это время вал секции туpбобура, приведенный во вращение, через полумуфту 8 передает вращение эксцентричному маховику 5 и за счет несбалансированной его массы создается переменная по направлению неуравновешенная центробежная сила, которая через шейки 6 маховика 5, далее опоры 3, 4, затем корпус 1 и переводник 2 приводит в колебательное движение всю прихваченную компоновку колонны бурильных труб. At this time, the shaft of the turbo-drill section, driven into rotation, through the coupling half 8 transmits the rotation to the eccentric flywheel 5 and due to its unbalanced mass, an unbalanced centrifugal force is created in the direction, which through the necks 6 of the flywheel 5, then supports 3, 4, then casing 1 and sub 2 vibrates the entire stuck drill pipe assembly.

Изменяя количество турбинок в секции турбобура и тем самым изменяя ее гидравлическое сопротивление, можно изменять количество прокачиваемого через секцию турбобура бурового раствора, а следовательно, изменять число оборотов эксцентричного маховика 5, действующую центробежную силу, частоту и амплитуду колебаний. By changing the number of turbines in the turbodrill section and thereby changing its hydraulic resistance, it is possible to change the amount of drilling fluid pumped through the turbodrill section and, therefore, change the number of revolutions of the eccentric flywheel 5, the effective centrifugal force, frequency and amplitude of oscillations.

Изменением несбалансированной массы эксцентричного маховика 5 можно изменять центробежную силу и амплитуду колебаний всей компоновки бурильной колонны. By changing the unbalanced mass of the eccentric flywheel 5, it is possible to change the centrifugal force and the amplitude of the vibrations of the entire drill string assembly.

Изменение силы натяжения компоновки колонны бурильных труб позволит изменять амплитуду колебаний и их характер, а при резком увеличении и снижении силы натяжения можно передавать резкое колебательное движение к месту прихвата. Changing the tension force of the assembly of the drill pipe string will allow you to change the amplitude of the vibrations and their nature, and with a sharp increase and decrease in the tension force, you can transmit a sharp oscillatory movement to the sticking point.

Claims

WAVE GENERATOR FOR DRILLING CORE LAYOUTS comprising a hollow body, an eccentric flywheel with supports in the upper and lower parts and a connecting unit under the turbo-drill shaft rotatably mounted, characterized in that, in order to increase reliability and increase power, the eccentric flywheel is made hollow with radial channels above the upper support, moreover, axial and radial bearings are used as the upper and lower bearings, and in the housing wall under the eccentric flywheel radial channels.