Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах

Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами.

Известна коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус и запорный орган, установленный в полости корпуса (см. авт. св. СССР №316846, кл. E21В 10/36, 1971 г.).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями (см. авт. св. СССР №451832, кл. Е21В 10/00, 1975 г.).

К недостаткам известных коронок - аналога и прототипа следует отнести малую надежность срабатывания их запорного узла при микровыбросах. Это объясняется тем, что усилие при выбросе газа действует на запорный орган только с одной стороны, а именно со стороны промывочного канала. Действие эксцентричной нагрузки может привести к заклиниванию запорного органа и не может защитить полость бурового става от попадания шлама. Этому способствует также и выполнение запорного органа с дебалансной вставкой, создающей дополнительную эксцентричную нагрузку на запорный орган. Другим недостатком известных коронок является значительное время срабатывания запорного органа, что также снижает эффективность их работы по защите от попадания шлама в полость бурового става. По этой причине велика вероятность попадания шлама в полость бурового става во время срабатывания запорного органа, что в последующем может привести к возникновению аварийной ситуации из-за заклинивания запорного органа попавшим в полость бурового става шламом.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности срабатывания запорного органа и, как следствие этого, - повышение эффективности работы коронки благодаря исключению непроизводительных затрат времени на очистку бурового става от попавшего бурового шлама.

Указанный технический результат достигается тем, что коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями, согласно изобретению снабжена несколькими дополнительными каналами, оснащенными обратными клапанами и размещенными симметрично относительно продольной оси запорного органа. Этому способствует также и то, что коронка выполнена, по меньшей мере, с двумя промывочными каналами, расположенными симметрично относительно продольной оси корпуса.

Изобретение поясняется чертежами, на котором фиг.1 изображает коронку в рабочем положении, на фиг.2 - вид со стороны рабочего торца коронки.

Буровая коронка содержит корпус 1 с промывочным каналом 2 и установленный в полости корпуса 1 запорный орган 3 с лопастями 4 в его верхней части. Запорный орган 2 установлен через шарик 5 на вертикальном штифте 6, который закреплен в глухом пазу корпуса 1. Корпус 1 коронки выполнен с несколькими дополнительными каналами 7, оснащенными обратными клапанами 8 и размещенными симметрично относительно продольной оси запорного органа 3. При этом коронка должна быть выполнена, по меньшей мере, с двумя промывочными каналами 2, расположенными симметрично относительно продольной оси корпуса. Такая схема размещения каналов 2 и 7 и выполнение их с одинаковым поперечным сечением обеспечивает симметричное нагружение запорного органа 3 и тем самым уменьшает вероятность его заклинивания при возникновении газовых микровыбросов. Для разрушения породы используются породоразрушающие вставки 9 в виде твердосплавных пластин или синтетических алмазных вставок. Вооружение коронки выбирается в зависимости от крепости разбуриваемых пород. Коронка через ниппель 10 соединяется с буровым ставом, посредством которого и спускается в скважину. При нормальном процессе бурения жидкость через промывочный канал 11 в ниппеле 10 и каналы 2 в корпусе 1 из бурового става направляется на забой скважины, проходя через лопасти 4. Благодаря оснащению дополнительных каналов 7 обратными клапанами 8 в рабочем положении каналы 7 закрыты и не нарушают заданную схему промывки скважины. В момент микровыброса обратные клапаны 8 открываются, и через основные 2 и дополнительные каналы 7 газ поступает в полость коронки и воздействует на нижний торец запорного органа 3. Запорный орган 3 под действием давления газа поднимается вверх и перекрывает проходное сечение ниппеля 10, предотвращая попадание шлама в полость бурового става. Учитывая наличие дополнительных каналов 7, давление на запорный орган 3 увеличивается в несколько раз, что резко сокращает время его срабатывания. Это практически исключает попадание шлама в полость бурового става.

Применение предложенной коронки повышает эффективность ее работы благодаря исключению непроизводительных затрат времени на очистку бурового става от попавшего бурового шлама.

1. Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями, отличающаяся тем, что она снабжена несколькими дополнительными каналами, оснащенными обратными клапанами и размещенными симметрично относительно продольной оси запорного органа.

2. Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена, по меньшей мере, с двумя промывочными каналами, расположенными симметрично относительно продольной оси корпуса.