Расширитель скважин

Расширитель скважин

Реферат

 

Изобретение относится к буровой технике и м. б. использовано для расширения скважин в заданном интервале. Цель - повышение надежности работы. В боковых отверстиях полого корпуса (К) 1, имеющего кольцевое седло 22 установлены выдвижные шарошки 4 с хвостовиками 10. В К 1 размещен посредством шлицевого соединения поршень 15, имеющий центральный канал. Поршень 15 скреплен с переходником 5, в котором выполнен радиальный канал 17 для сообщения внутренней полости переходника 5 с надпоршневым пространством К 1. С зазором в К 1 и с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен фиксирующий стержень 16 с кольцевым выступом 21. Верхняя часть стержня 16 размещена с зазором в центральном канале поршня 15 и имеет дополнительный кольцевой выступ (ДКВ). В центральном канале поршня выполнено седло 20, взаимодействующее с ДКВ. На внутренней поверхности К 1 и на ДКВ в месте взаимодействия со стержнем 16 выполнены продольные каналы для сообщения центрального канала поршня 15 с полостью нижней части К 1. При перемещении К 1 вверх хвостовики 10 взаимодействуют со стержнем 16. Шарошки 4 выдвигаются и разбуривают стенку скважины. Седло 22 соприкасается с выступом 21 и поднимает стержень 16, так, что ДКВ становится выше седла 20. В результате образовавшегося зазора давление нагнетания уменьшается. Это свидетельствует о том, что шарошки 4 выдвинулись полностью. 4 ил.

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано для расширения скважины в заданном интервале. Цель изобретения повышение надежности работы. На фиг. 1 изображен расширитель скважины в транспортном положении, общий вид с продольным разрезом; на фиг. 2 то же, при расширении скважины; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 узел I на фиг. 1. Расширитель скважин состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с внутренним каналом 2, передового долота 3, прикрепленного к нижней части корпуса, выдвижных шарошек 4 со сферической формой рабочей поверхности, присоединительного переходника 5, соединенного с буровой колонной 6, и механизма выдвижения шарошек (на чертеже не показан). Верхняя часть корпуса 1 выполнена в виде накидной гайки 7 с внутренними шлицами 8. Шарошки 4 болтами 9 скреплены с хвостовиками 10, подвижно установленными в боковых отверстиях корпуса 1. От проворота хвостовики 10 зафиксированы шпонкой 11, а защитная гайка 12, навинченная на корпус, имеет три выступа 13, расположенных напротив шарошек 4. Гайка стопорится винтом 14. Механизм выдвижения шарошек состоит из поршня 15, размещенного в корпусе (в накидной гайке 7), и фиксирующего стержня 16, также установленного в корпусе. Поршень имеет центральный канал, сообщающийся с внутренней полостью переходника, которая, в свою очередь, сообщена с надпоршневым пространством радиальным каналом 17. Верхняя часть поршня скреплена с переходником 5, а нижняя часть поршня выполнена в виде хвостовика с наружными шлицами, взаимодействующими с внутренними шлицами 8. Нижняя часть фиксирующего стержня выполнена конической, а верхняя цилиндрической. Верхняя часть стержня 16 размещена с зазором в центральном канале поршня. Цилиндрическая часть фиксирующего стержня имеет дополнительный кольцевой выступ 18 с продольными каналами 19, взаимодействующий с седлом 20, выполненным в центральном канале корпуса 1. Кроме того, цилиндрическая часть стержня имеет и основной кольцевой выступ 21, взаимодействующий с кольцевым седлом 22 корпуса 1. На внутренней поверхности корпуса, в месте взаимодействия с фиксирующим стержнем, выполнены продольные каналы 23. Переходник 5 с буровой колонной дополнительно закреплен упорной гайкой 24. Расширитель скважин работает следующим образом. Расширитель опускают в скважину на буровой колонне 6. На заданной глубине колонну 6 начинают вращать с одновременной подачей в нее бурового раствора. Буровой раствор поступает через центральный канал поршня, по продольным каналам 19 в кольцевой зазор между фиксирующим стержнем и стенками центрального канала поршня и далее через продольные каналы 23 в промывочные отверстия долота 3. В начальный момент шарошки 4 не выступают за габарит корпуса, а дополнительный кольцевой выступ 18 упирается в седло 20. Под действием перепада давления, действующего на верх поршня через отверстия 17, накидная гайка 7 вместе с остальной частью корпуса перемещается вверх, при этом крутящий момент от переходника 5 и поршня 15 передается на корпус 1 посредством шлицев 8. При перемещении корпуса 1 вверх хвостовики 10 взаимодействуют с фиксирующим стержнем 16, благодаря чему шарошки 4 начинают выдвигаться из корпуса и разбуривать стенку скважины. В конце расширения цилиндрическая часть стержня 16 оказывается между хвостовиками 10, надежно фиксируя их, а следовательно, и шарошки 4 относительно корпуса, создавая самоцентрирующуюся относительно скважины систему за счет возможности радиального перемещения фиксирующего стержня. К этому моменту седло 22 соприкасается с основным кольцевым выступом 21 и поднимает фиксирующий стержень 16 так, что верхний кольцевой выступ 18 окажется выше седла 20. Вследствие образования зазора между нижним торцом кольцевого выступа 18 и седлом 22 давление нагнетания уменьшается, что фиксируется манометрами на поверхности. Падение давления свидетельствует о том, что шарошки выдвинулись полностью и врезались в стенку скважины, образуя уширение расчетного диаметра. Поднимая или опуская расширитель, расширяют скважину в расчетном интервале. Под действием осевой нагрузки породоразрушающие элементы внедряются в породу и разрушают ее, в то время как калибрующие элементы шарошек сглаживают неровности ствола, После расширения скважины нагнетание бурового раствора прекращают и расширитель поднимают на поверхность. При этом под действием своего веса корпус опускается вниз, а шарошки вследствие сил реакции нерасширенной части ствола перемещаются внутрь корпуса. Расширитель скважин переведен в транспортное положение.

Формула изобретения

Расширитель скважин, включающий полый корпус с кольцевым седлом, выдвижные шарошки с хвостовиками, установленными в боковых отверстиях корпуса, переходник и механизм выдвижения шарошек с поршнем, имеющим центральный канал и размещенным в корпусе, с фиксирующим стержнем, установленным с зазором в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения и имеющим кольцевой выступ, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, поршень скреплен с переходником и установлен в корпусе посредством шлицевого соединения, в переходнике выполнен радиальный канал для сообщения внутренней полости переходника с надпоршневым пространством корпуса, верхняя часть фиксирующего стержня размещена с зазором в центральном канале поршня и имеет дополнительный кольцевой выступ, в центральном канале поршня выполнено седло, расположенное с возможностью взаимодействия с дополнительным кольцевым выступом, а на дополнительном кольцевом выступе фиксирующего стержня и на внутренней поверхности корпуса, в месте взаимодействия с фиксирующим стержнем, выполнены продольные каналы для сообщения центрального канала поршня с полостью нижней части корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4