е бути перенесення регулюючого і виконавчого механізмів безпосередньо на забій, де УПД могло бути переробляти на місці вся одержувану в процесі буріння інформацію і виробляти команди управління виконавчого механізму. Такі УПД повинні забезпечити регулювання параметрів режиму буріння і зробити його мало залежних від сил тертя.
Застосування пристроїв автоматичного управління подачі долота на забій у глибинному виконанні дозволить використовувати істинні значення забійних параметрів і параметрів, відповідних максимальної потужності забійного двигуна.
Характерна конструктивна особливість більшості забійних УПД - їх телескопічне виконання, тобто виконання з розчленуванням низу колони бурильних труб. У телескопі одна частина пристрою з'єднана з колоною труб, а інша - з турбобуром або з породоразрушающим інструментом (при роторним бурінні). Розчленування низу і дозволяє створювати осьові навантаження на долото незалежно від сил тертя колони об стінки свердловини.
Виконавчий механізм забійних УПД повинен долати силу, створювану не всім вагою бурильної колони, а тільки її частиною-навантаженням на долото. Тому потужність цих УПД (при однакових швидкостях подачі) може бути менше потужності наземних пристроїв, виконавчі механізми яких повинні бути розраховані на повні вага колони, а реверсивні виконавчі механізми їх -на підйом всієї колони.
Малюнок 1. Схема забійного УПД з регулюючим клапаном
Слід скасувати два основних напрямку розробки забійних УПД:
а) УПД з використанням промивної рідини в якості робочого агента, в якому всі вимірювальні регулюючі і виконавські механізми працюють на буровому розчині;
б) УПД автономного типу, всі механізми яких ізольовані від впливу бурового розчину і працюють на робочому агента - маслі.
Крім того, є УПД, керуючі витратою промивної рідини, що проходить через забійний двигун і УПД з фіксацією нижньої частини колони бурильних труб об стінки свердловини.
На малюнку 1. зображена схема УПД з регулюючим клапаном, що працює за постійності осьового навантаження.
Малюнок 2. Вибійний напівавтомат подачі долота
Корпус сервоціліндра 6 жорстко пов'язаний з бурильної колоною, а поршень 5 через шток 2 -с турбобуром. Зверху на поршень 5 постійно діє гідравлічний перепад тиску на турбобура і долоті. Переміщаючись вниз під час буріння, поршень 5 витісняє рідину з подпоршневую порожнини 4 через клапан 3, на якому за рахунок дроселювання виникає постійний перепад тиску. Цей перепад тиску діє на поршень 5 знизу, здійснюючи його гальмування, внаслідок чого регулюється осьове навантаження на долото. Величина осьова навантаження G дорівнює різниці між сумою гідравлічного зусилля, що діє зверху на поршень 1 (твір перепаду тиску на турбіні р т і долоті р д на площу поршня S п і ваги турбобура G т) і гідравлічного зусилля, що діє на поршень знизу (твір перепаду тиску < i align="justify"> р до на клапані 3 на активну площу поршня в порожнині 4
=( р т + р д) S п + G т - р до S п. (11)
Регулюючий клапан 3 налаштовується на задану величину. Для перезарядці сервоціліндру передбачений зворотний зворотний клапан 1.
До забійним напівавтоматом подачі долота належить УПД, що підтримує сталість якого-небудь параметра режиму буріння. В якості такого параметра регулювання прийняті частота обертання турбобура або навантажувальний момент на долоті. Виконавчим механізмом забійних напівавтоматів є працюючий на промивної рідини сервоціліндр, корпус якого пов'язаний з колоною труб (малюнок 2). Порожній шток 1 його, ущільнений в сальнику 2 , з'єднаний з турбобуром. Дія повного перепаду тиску на турбобура і долоті в зоні 3 на перетин штока 1 створює постійний доданок осьового навантаження на долото. До неї може додаватися або відніматися зусилля від гідравлічного тиску на кільцевий переріз поршня 4 .
Це тиск змінюється в залежності від положення золотника 5 , управління яким здійснюється датчиком 6 , чинним в функції обраного параметра регулювання. Для реверсу подачі інструменту при перевантаженнях необхідно, щоб гідравлічне зусилля на поршень 4 перевершув...
