Патент №2009303 - Способ ударно-вращательного бурения скважин и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бурению скважин любого назначения, а также к устройствам для вращательного метода бурения с использованием ударно-волновых и гидроимпульсных процессов, необходимых для интенсификации бурения скважин любой глубины и диаметра. Цель изобретения - повышение величины и скорости проходки за счет утилизации на забое энергии вертикальных возвратно-поступательных перемещений долота, предохранения разрушения бурильной колонны и обеспечения формирования вертикального ствола скважины. Для этого устройство содержит верхний 1 и нижний 2 шпиндели, корпус 3 с верхним 4 и нижним 5 водилами, навернутыми на корпус 3. Внутри корпуса 3 подвижно установлен боек 6, центрируемый в корпусе 3 шариковыми направляющими 7. Внутренняя полость верхнего 4 и нижнего 5 водил и соответствующие наружные поверхности шпинделей 1 и 2 выполнены сопрягающимися между собой с возможностью передачи крутящего момента и осевого относительного перемещения, в данной конструкции, например, в виде многогранников. Боек 6 может быть выполнен также, например, в виде многогранников. Боек 6 может быть выполнен также, например, в виде двух коаксиальных цилиндров 8 и 9 с шариковыми направляющими 10 между ними. Способ осуществляется следующим образом. Вращение бурильной колонны (при роторном бурении) или вала забойного двигателя передается через шпиндель 1 водилу 4, корпусу 3 и водилу 5, а через него шпинделю 2 и присоединенному к нему долоту, которое, перекатываясь по забою, совершает вертикальные возвратно-поступательные движения, передаваемые через шпиндель 2 свободно стоящим на нем бойку 6 и корпусу 3 с водилами 5 и 4 и шпинделю 1 с разгруженной на него частью бурильной колонны. Из-за различного веса названных свободных элементов (шпинделя 2, корпуса 3 с водилами 4 и 5, бойка 6) они начинают двигаться вверх с различной частотой и амплитудой, а возвращаясь, наносят удары по рабочим поверхностям шпинделя 2, а следовательно, по жестко связанному с ним долоту. При этом в процессе углубления скважины путем вращения шарошечного долота с одновременным наложением на него статической нагрузки и наложением ударной нагрузки при помощи забойного ударника, величину статической нагрузки при заданном числе оборотов долота поддерживают равной величине, не превышающей величины, соответствующей четырем весам подвижных частей забойного ударника. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 4 ил.