Устройство для бурения

Устройство для бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

oui 840279

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 130979 (21) 2818546/22-03 с присоединением заявки HP— (51)М. Кл З

Е 21 В 19/08

Государственный комитет

СССР. rte делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230681. Бюллетень М 23 (53) УДК 622.243. .92.05(088.8) Дата опубликования описания 2306.81

A,È.Äåðåâÿííûõ, Г.A.Коханов, Б.Е.Алексеев и Г-. П.Квашнин ! (72) Авторы изобретения

/ (71) Заявитель

Проектно-конструкторская контора Треста Востокбурвод" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра в крепких породах относительно маломощными станками, например, при. бурении скважин на воду.

Известно устройство для бурения, используницее энергию и гидростатическое давление столба промывочной жидкости для создания осевой нагрузки на долото при роторном способе бурения, включающее раскрепительный узел, гидроцилиндр со штоком и поршнем, а также насос, приводимый во вращение от гидродвигателя или бурильной колонны через зубчатое зацепление; смонтированное внутри гидро. цилин,цра (1 ).

O sazo наличие таких сложных узлов, kBK гидродвигатель, насос и зубчатое зацепление делает работу устройства крайне ненадежной. Кроме того, оно требует больших затрат мощности на привод буровых насосов для очистки забоя скважин.

Известно также устройство для бу. рения;. содержащее буррвой инструмент, распределительный узел с центральной трубой, гидроцилиндр, размещенный в нем поршень со штоком, насадку и диффуэор 32 ).

Однако это устройство требует больших затрат мощности на очистку забоя. То есть возникает явное противорение: с одной стороны механизм забойной подачи обеспечивает высокие осевые нагрузки на забой, что ведет к объемному разрушению пород с образованием шлама высокой крупности при относительно меньших энергических затратах; с другой стороны для обеспечения постоянной скорости разрушения породы требуется постоянное удаление крупного шлама, что вызывает потребность в насосах высокой производительности, а это в свою очередь. ведет к большим затратам мощности и увеличению веса насосного оборудования и увеличению диаметра бурильных труб. Поэтому при работе с механизмом забойной подачи на станках малой мощности эффективность бурения значительно ниже (в несколько раз) теоретических возможностей механизма забойной подачи.

Цель изобретения — повышение эффективности роторного бурения скважин большого диаметра.

Поставленная цель достигается тем, что буровой инструмент над распрямительным узлом выполнен в виде

840279

1О

35

55 бО двойной колонны бурильных труб, причем наружная колонна телескопически связана с распределительным узлом с возможностью передачи крутящего момента нижерасположенному буровому инструменту, внутренняя колонна имеет радиальные отверстия и телескопи- чески связана с центральной трубой распределительного узла с возможностью перекрытия радиальных отверстий, а насадка и диффузор установлены во ! внутренней колонне.

На чертеже изображено устройство для бурения, общий вид.

Устройство имеет крепильный узел

1, гидроцилиндр 2 и установленный в нем поршень 3 со штоком 4, внутри которого установлена телескопическая труба 5. В верхней части раскрепительного узла I установлены. трубы 6 и 7, которые образуют телескопическую пару способную передавать крутящий момент ниже расположенному буровому инструменту. Гидравлическая насадка 8 и диффузор 9 установлены в трубу 10 с радиальны ми отверстиями, которая с центральной связана телескопически с возможностью перекрытия радиальных отверстий трубой 11. Трубы 7 и 10 являются элементами наружной и внутренней двойной колонны бурового инструмента расположенного над раскрепительным узлом.

Соединения телескопических пар герметизированы сальниками. При этом насадка 8, диффузор 9, кольцевой канал между трубами 11 и 7, радиальные отверстия в трубе 10, а также канал в штоке 4 соединены между собой таким образом, что в крайних положениях дают возможность осуществлять либо обратную, либо прямую промывку забоя.

Устройство работает следующим образом.

Устройство на двойной колонне .бурильных трубах спускают в скважину и .устанавливают на забой. Под действием веса гидроцилиндр 2 опускается вниз, поршень 3 занимает крайнее верхнее, а трубы 7 и 10 крайнее нижнее положение. При этом радиальные отверстия в трубе 10 перекрыты центральной трубой 11.

При подаче буровым насосом промывочной жидкости в кольцевое пространство ф ежду трубами 7 и 9 раскрепительный узел Х под перепадом давления, возникающим-на насадке 8, закрепляется в стволе скважины. Создается осевая нагрузка, передаваемая на долото, равная перепаду давления.

В то же время в результате взаимодействия насадки 8 и диффузора 9 в центральном канале ниже насадки создается разряжение, под действием которого возникает обратная циркуляция промывочной жидкости

Долото приводится во вращение через колонну бурильных труб.

Pазрушенная порода обратным потоком промывочной жидкости выносится на поверхность по центральному каналу.

По мере углубления скважины долото вместе со штоком и поршнем перемещается вниз..По окончании рабочего хода поршня колонна бурильных труб приподнимается. При этом трубы 7 и

10 перемещаются относительно труб

6 и 11 в крайнее положение и открывают радиальные отверстия в трубе 10.

Давление в надпор:аневом пространстве падает и возникает прямая промывка забоя. При необходимости центральный канал на поверхности перекрывается золотниковым устройством (не показан).

При прямой промывке давления в надпоршневом пространстве падает, плашки раскрепительного узла освобождаются,гидроцилиндр под действием веса опускается в крайнее нижнее положение, бурильные трубы опускаются, радиальные отверстия в трубе 10 перекрываются и при подаче промывочной жидкости повторяется цикл бурения с обратной промывкой.

Таким образом обеспечивается. разрушение породы с эффективной очисткой забоя, что значительно увеличивает механические скорости бурения.

Формула изобретения

Устройство для бурения, содержащее буровой инструмент, раскрепительный узел с центральной трубой, гидроцилиндр, размещенный, в нем поршень со штоком, насадку и диффузор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности роторного бурения скважин большого диаметра,- буровой инструмент над раскрепительным узлом выполнен в виде двойной колонны бурильных труб, причем наружная колонна телескопически связана с раскрепительным узлом с воэможностью передачи крутящего момента нижерасположенному буровому инструменту, внутренняя колонна имеет радиальные отверстия и телескопически связана с центральной трубой раскрепительного узла с возможностью перекрытия радиальных отверстий, а насадка и диффузор, установлены во внутренней колонне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент GQA 9 3138214, кл. 175/230, опублик. 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

9 481688, кл. Е 21 В 3/12, 1971.

840279

Составитель A.Ñåðãà÷åâ

Техред A. Ач Корректор A. Ãðèöåíêî

Редактор Т. Киселева

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Эаказ 4696/41 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5