Устройство для бурения нефтяных, газовых и геотермальных скважин

(51) 21 4/02 (2006.01) 21 7/28 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ системой промывки, осуществляется за счет того,что коронка (бурильная головка) с помощью ниппель - переводника жестко соединяется к корпусу забойного двигателя без дополнительной колонковой трубы с возможностью вращения от передаваемого колонной бурильных труб, привод,которой находится на поверхности, крутящего момента, а центральный буровой инструмент вращается валом ротора забойного двигателя,причем в качестве забойного двигателя применяются одно, двух или трехсекционные турбобуры, или винтовой забойный двигатель серийного производства, а также за счет сальника,установленного между переводником вала и коронкой(бурильной головкой),который предотвращает утечку жидкости,повышает скорость течения жидкости из промывочных отверстий породоразрушающего инструмента для создания гидромониторного эффекта.(72) Берсугуров Дастан Сапабекулы Исраилов Керим(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ,ГАЗОВЫХ И ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к области бурения нефтяных, газовых и геотермальных скважин. Упрощение конструкции устройства,обеспечение возможности применения его на больших глубинах и использовать породоразрушающий инструмент с гидромониторной 20565 Изобретение относится к области бурения нефтяных, газовых и геотермальных скважин. Известно устройство патент 2062861, кл. Е 21 В 4/02, 7/28, 1996, содержащее установленную на колонне буровых штанг с приводом на устье скважины колонковую трубу с закрепленной на ней коронкой и размещенный коаксиально в полости колонковой трубы забойный двигатель, имеющий корпус, статор и ротор с закрепленным на валу ротора центральным буровым инструментом,причем корпус двигателя зафиксирован от поворота относительно колонковой трубы с образованием между ними кольцевого зазора для промывочной жидкости и с возможностью ограниченного продольного перемещения за счет призматических шпонок, размещенных на корпусе двигателя и на колонковой трубе. Забойный двигатель подпружинен относительно колонковой трубы. На внутренней поверхности колонковой трубы выше уровня размещения корпуса двигателя может быть выполнен кольцевой бурт с образованием между ним и верхним торцом корпуса кольцевой дросселирующей щели,имеющей величину проходного сечения в зависимости от взаимного расположения колонковой трубы и забойного двигателя. Устройство может быть снабжено обгонной муфтой,установленной между центральным буровым инструментом и колонковой трубой с возможностью осевого перемещения относительно центрального бурового инструмента и/или колонковой трубы и замыкания при уменьшении частоты вращения центрального бурового инструмента до частоты вращения колонковой трубы. Это устройство имеет ряд недостатков. Вопервых, конструкция его достаточно сложна. Вовторых, использование дополнительной колонковой трубы в качестве корпуса для размещения забойного двигателя приведет к увеличению диаметра устройства и коронки (бурильной головки), которые могут не вписаться в заданную конструкцию скважины, особенно при бурении скважины под эксплуатационную колонну, а уменьшение диаметра и длины забойного двигателя, с целью размещения его в колонковой трубе, приведет к уменьшению геометрических параметров и количества турбин,снижению мощности и вращающего момента забойного двигателя. В - третьих, из-за разделения рабочего потока жидкости в верхней части устройства на потоки, подающиеся на коронку(бурильную головку) и на гидравлический двигатель, в забойном двигателе реализуется только часть энергии первичного потока. Все это делает невозможным применить устройство на больших глубинах. А уменьшение потока жидкости по промывочным отверстиям коронки (бурильной головки) и центрального бурового инструмента и утечка жидкости через зазор между переводником вала и коронкой исключает возможность применения породоразрушающего инструмента с гидромониторной системой промывки. Задачей изобретения является разработка устройства упрощенной конструкции,обес 2 печивающего возможность применения его на больших глубинах и использовать породоразрушающий инструмент с гидромониторной системой промывки. Это достигается тем, что в устройстве для бурения нефтяных, газовых и геотермальных скважин, включающем колонну бурильных труб,забойный двигатель, имеющий корпус, статор,закрепленный в корпусе, ротор, имеющий вал,соединенный через переводник с центральным буровым инструментом, и коронку (кольцевую бурильную головку), корпус забойного двигателя непосредственно соединен с колонной бурильных труб с возможностью вращения от передаваемого колонной крутящего момента, а коронка жестко соединена с корпусом. В качестве забойного двигателя в нем используют одно, или двух, или трехсекционный высокомоментный турбобур,или винтовой двигатель. Кроме того, устройство включает сальник, установленный между переводником вала ротора и коронкой, для повышения скорости истечения жидкости из промывочных отверстий коронки и получения гидромониторного эффекта. В заявляемом устройстве отсутствует дополнительная колонковая труба. В зависимости от глубины скважин для вращения центрального бурового инструмента могут применяться одно,двух или трехсекционные высокомоментные турбобуры, или винтовой забойный двигатель серийного производства. В связи с тем, что поток жидкости разделяется на части, подающиеся на коронку и на центральный буровой инструмент после забойного двигателя, гидравлическая энергия подаваемого потока полностью реализуется в забойном двигателе. При разрушении забоя на долю центрального бурового инструмента приходится, примерно, менее 1/2 площади забоя скважины, поэтому резерв мощности многосекционных забойных двигателей позволит использовать устройство на больших глубинах, а из-за высокой угловой скорости и удельной осевой нагрузки, центральный буровой инструмент постоянно будет опережать коронку(бурильную головку) по проходке. Поэтому нет необходимости в специальном дросселирующем устройстве на случай торможения вала забойного двигателя при вторжении центрального бурового инструмента в крепкие породы. Наличие сальника между переводником вала и коронкой (бурильной головкой) предотвращает утечку жидкости и повышает скорость течения жидкости из промывочных отверстий коронки и центрального бурового инструмента для получения гидромониторного эффекта. Устройство для бурения нефтяных, газовых и геотермальных скважин представлено на фиг. 1. Устройство для бурения нефтяных, газовых и геотермальных скважин содержит установленный на колонне бурильных труб 1, с приводом,расположенным на поверхности,забойный двигатель, имеющий корпус 2, статор 7,закрепленный в корпусе, ротор 8, имеющий вал 4 с 20565 каналом 12 и окнами 13, соединенный через переводник 5 с центральным буровым инструментом 6, и коронку (бурильную головку) 11, жестко соединенную с помощью ниппель-переводника 3 с корпусом забойного двигателя, сальник 15,герметизирующий зазор между переводником вала ротора и коронкой (бурильной головкой). Работа устройства осуществляется следующим образом. Корпус забойного двигателя 2 непосредственно соединен с колонной бурильных труб 1 с возможностью вращения от передаваемого колонной бурильных труб крутящего момента, а коронка 11 жестко соединена с корпусом. Центральный буровой инструмент 6 получает вращение от вала ротора 4 забойного двигателя. Промывка коронки 11 и центрального бурового инструмента 6 осуществляется по каналу 12 и окнам 13 вала ротора 4 забойного двигателя. Устройство для бурения нефтяных, газовых и геотермальных скважин, согласно изобретению, не сложно по конструкции в нем отсутствует дополнительная колонковая труба,коронка(бурильная головка), с помощью ниппельпереводника жестко укрепляется к нижней части корпуса забойного двигателя, установленного на колонне бурильных труб, а центральный буровой инструмент через переводник закрепляется к валу ротора забойного двигателя вращение коронки(бурильной головки) осуществляется корпусом забойного двигателя от крутящего момента,передаваемого колонной бурильных труб, а центральный буровой инструмент вращается валом ротора забойного двигателя, причем в качестве забойного двигателя можно применить одно, двух или трехсекционные высокомоментные турбобуры или винтовой забойный двигатель. Сальник,предусмотренный в зазоре между коронкой(бурильной головкой) и переводником вала исключает утечку, позволяет повысить скорость истечения жидкости из промывочных отверстий коронки и центрального бурового инструмента для получения гидромониторного эффекта. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для бурения нефтяных, газовых и геотермальных скважин, включающее колонну бурильных труб, забойный двигатель, имеющий корпус, статор, закрепленный в корпусе, ротор,имеющий вал, соединенный через переводник с центральным буровым инструментом, и коронку(кольцевую бурильную головку), отличающееся тем,что корпус забойного двигателя непосредственно соединен с колонной бурильных труб с возможностью вращения от передаваемого колонной крутящего момента, а коронка жестко соединена с корпусом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве забойного двигателя используют одно, или двух, или трехсекционный высокомоментный турбобур. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве забойного двигателя используют винтовой двигатель. 4. Устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем,что включает сальник, установленный между переводником вала ротора и коронкой, для повышения скорости истечения жидкости из промывочных отверстий коронки и получения гидромониторного эффекта.