Устройство для бурения скважин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающее бурильные трубы, полый вал с пилот-долотом, расширитель телескопически связанный с полым валом посредством кулачковой муфты, и фиксатор осевого положения расширителя относительно полого вала , отличающееся тем, что, с целью увеличения механической скорости бурения и упрощения конструкции, корпус расширителя жестко связан с колонной бурильных труб, а рабочие элементы расширителя имеют толкатели со скошенной торцовой поверхностью, установленные с возможностью взаимодействия с фиксатором расширителя для вывода его из рабочего положения. (Л

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((91 (4 () 4(5() Е 21 В 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3581589/22-03 (22) 20.04.83 (46} 28.02.85. Бюл. ((- 8 (72) Н.К.Франкевич (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" (53) 622,243.2 (088,8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 802507, кл. E 21 В 17/00, 1981.

2,Авторское свидетельство СССР

1Ф 812908, кл. Е 21 В 7/10, 1976 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ

СКВАЖИН, включающее бурильные трубы, полый вал с пилот-долотом, расширитель, телескопически связанньй с полым валом посредством кулачковой муфты, и фиксатор осевого положения расширителя относительно полого вала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,. с целью увеличения механической скорости бурения и упрощения конструкции, корпус расширителя жестко связан с колонной бурильных труб, а рабочие элементы расширителя имеют толкатели со скошенной торцовой поверхностью, установленные с sosможностью взаимодействия с фиксатором расширителя для вывода его из рабочего положения.

1142614

1О

Изобретение относится к буровой технике, а именно к техническим средствам для предупреждения искривления ствола скважины при роторном способе бурения. 5

Известна компоновка нижней части бурильной колонны для проводки вертикальных скважин роторным способом, содержащая долото, утяжеленную бурильную трубку с, верхним и нижним калибраторами, каждый из которых состоит из корпуса и калибрующих элементов, при этом, каждый калибратор снабжен упорами, установленными между его корпусом и калибрующими элементами и расположенными напротив упругих звеньев в диагональных секторах, образованных двумя взаимно перпендикулярными плоскостями, проходящими через середину калибратора, причем упоры и упругие звенья одного калибратора относительно другого расположены вертикально (1) .

Наиболее близким к изобретению является устройство для бурения

25 скважин, включающее бурильные трубы, полый вал с пилот-долотом, расшири тель, телескопически связанный с полым валом посредством кулачковой муфты и фиксатор осевого положения 30 расширителя относительно полого ва, ла P?).

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не позволяет бурить, глубокие скважины, кроме moro»> имеет сложную конструкцию и низкую механическую скорость бурения.

Цель изобретения — увеличение механической скорости бурения и упрощение конструкции устройства. 40

Указанная цель достигается тем,. что в устройстве для бурения скважин, включающем бурильные трубы, пблый вал с пилот-долотом, расширитель, телескопически связанный с полым ва- gg лом посредством кулачковой муфты, и фиксатор осевого положения расширителя относительно полого вала, корпус расширителя жестко связан с icoлонной бурильных труб, а рабочие элементы расширителя имеют толкатели со скошенной торцовой поверхностью,установленные с возможностью взаимодействия с фиксатором расширителя для вывода его из рабочего поло-у жения.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для бурения скважин, общий вид; на фиг. 2 — разрез A-А »а фиг. 1.

Устройство для бурения скважин содержит трубчатый корпус 1 с размещенным телескопически в нем полым валом 2, снизу которого крепится переводник 3 с пилот-долотом 4, а верхний конец представляет утолщенную часть, соединенную с кулачковой полумуфтой 5, входящей в зацепление с полумуфто» 6, соединенной посредством резьбы с корпусом 1. Кулачковая полумуфта 6 с корпусом 1 одновременно является расширителем, в котором устанавливаются быстросъемные породоразрушающие резцы 7 (жестко) и резцы 8 (c возможностью продольного перемещения их относительно оси 9) .

На подвижных резцах 8 установлен толкатель 10 с наконечником 11, имеющим скошенную торцовую поверхность, взаимодействующую с фиксатором 12 осевого положения расширителя относительно полого вала, фиксатор 12 подпружинен пружиной 13 и установлен в окне корпуса 1, закрытого кожухом 14. В верхней части корпуса 1 установлена сигнализирующая диафрагменная заслонка 15, полумуфты

5 и 6 образуют кулачковую муфту 16 для связи расширителя с полым валом, корпус 1 расширителя имеет резьбу 17 для жесткой связи с бурильными трубами (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

До спуска устройства в скважину его необходимо собрать. Для этого ча верхний конец полого вала 2 наворачивается кулачковая полумуфта 5, которая. устанавливается в корпус 1, а затем ввинчивается в него кулачковая полумуфта 6. К нижнему концу полого вала 2 крепится переводник 3 с пилот-долотом 4. В корпус кулачковой полумуфты (расширителя) 6 закрепляются быстросъемные резцы 7 и 8 и устанавливаются толкатели 10 с клиновыми наконечниками 11. В окне корпуса 1 устанавливаются фиксаторы 12 с пружинами 13 и закрываются кожухом

)4.

В верхней .(резьбовой части) корпуса 1 устанавливается заслонка 15.

Собранное устройство присоединяется к УБТ и спускается в скважину.

11426

Пр оцес с бур ения и последующая расширка скважины до требуемого диаметра осуществляется следующим образом.

Первоначально бурится пилотствол при максимально. допустимой нагрузке на пилот-долото 4, при этом вращение от ротора на пилот-долото 4 передается через фиксаторы 12, вхо-. дящие в зацепление с полым валом 2. 1Î

При бурений пилот-.ствола полумуфтарасширитель 6 выполняет функцию центратора.

После того, как пробурен интервал, соответствующий расстоянию от пилот- 15 долота 4 до резцов 8, на них начинает создаваться нагрузка, в результате чего они смещаются вверх, а так как они связаны с толкателями 10, на которых имеются наконечники 11, то нагрузка передается на фиксаторы

12 и выводит их из зацепления с полым валом 2 в нейтральное положение, а это, в свою очер".дь, приводит к разъединению кулачковой муфты 16 и 25 остановке пилот-долота 4. После этого осуществляется только расширение пробуренного интервала, а полый вал

2 служит направляющей, по которой движется расширитель. Интервал рас- gp

° ° ширки равен расстоянию от корпуса асширителя до верхнего торца переводника 3.

На этом же расстоянии в трубчатом коРпУсе 1 Установлена диафрагменная 35 заслонка 15, которая свободно проворачивается на своей оси. При окончании процесса расширки под действием торца полого вала 2 диафрагменная заслонка 15 проворачивается и пере- 4 крывает его канал, что приводит к резкому изменению давления, которое фиксируется на манометре, установленном в буровой. Поэтому во избежание порыва предохранительных диафрагм 45 на буровых насосах необходимо приподнять бурильный инструмент (предварительно выключив ротор) на высо14 4 ту, несколько превышающую интервал расширки, что позволяет привести устройство в исходное положение ° Процесс проводки ствола скважины осу-ществляется по следующей схеме: бурение пилот-ствола — расширкаотрыв бурильного инструмента (зарядка устройства} — бурение пилотствола.

Таким образом, создаются условия для полного предупреждения искривления ствола скважины, бурящейся в сложных геологических условиях и получения высоких скоростных покаэаl т елей бур ения .

Известно, что с уменьшением диаметра долот уменьшается и интенсивность искривления скважин. С установкой центрирующих и стабилизирующих устройств над долотом искривление скважин прекращается, но по мере .увеличения зазора между стенками скважины и центрирующими устройствами — возобновляется.

В устройстве зазор между стенками скважины и резцами Расширителя отсутствует, поэтому когда осуществляется бурение пилот-ствола расширитель, установленный над долотом на расстоянии 2-З м от него, выпопняет функции не только центратора, но и производит калибровку ствола, т.е. выполняет функции калибратора.

Вследствие этого искривлений пилотствола не происходит. При расширке пилот-скважины до требуемого диаметра искривление предотвращается тем, что для расширителя служит направлением полый вал с пилот-долотом, который воспринимает боковые усилия, действующие на расширитель, и тем самым предотвращает искривление.

Технико-экономическая эффективность от использования изобретения заключается в снижении материальных затрат, связанных с проводкой скважины, эа счет упрощения конструкции устройства.

1142614

Составитель В.Родина

Редактор С.Тимохина Техред 0. Ващншина

Корректор С.Шекмар

Заказ 680/31 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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