Устройство для бурения скважин

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включакицее корпус с пазом, в котором расположена плашка на упругой радиальной опоре, о т л ичающе е ся тем, что, с целью повьппения эффективности работы, устройство снабжено торцовой опорой, а плашка выполнена составной по дпине, при этом торцовая часть паза вьшолнена в виде полуцилиндра, в котором установлена торцовая опора с возможностью поворота и подпора плашки, а каждая часть плашки по одному торцу выполнена выгнутой ;по радиусу, а по другому - вогнутой по радиусу, причем части плашки установлены с возможностью поворота одна относительно другой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что радиусы вогнутых и выгнутых торцов частей (Л плашки равны длине части.плашки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄ SUÄÄ 1155711

4(5g) E 21 B 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДЮ СТВЕННЫЙ KOMHTET CCCP

ПО ДваМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНИЫТИй (21) 3673989/22-03 (22) 13. 12. 83 (46) 15.05.85. Бюл. Р 18 (72) Ю.И. Гержберг, Н. С. Гаджиев, В.М. Беляев и Т.Г. Старцева (71) Ухтинский индустриальный институт (53) 622.233. 05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 825899, кл. Е 2:1 В 7/28, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

У 130011, кл. E 21 В 7/08, 1960 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ

СКВАЖИН, включающее корпус с пазом, в котором расположена плашка на упругой радиальной опоре, . о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, устройство снабжено торцовой опорой, а плашка выполнена составной по длине, при этом торцовая часть паза выполнена в виде полуцилиндра, в котором установлена торцовая опора с возможностью поворота и подпора плашки, а каждая часть плашки по одному торцу выполнена выгнутой по радиусу, а по другому — вогнутой по радиусу, причем части плашки установлены с возможностью поворота одна относительно другой.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что радиусы вогнутых и выгнутых торцов частей плашки равны длине части .плашки.

1155711

Изобретение относится к бурению и может быть использовано для решения следующих задач: расширения пробуренного ствола -до диаметра, превышающего диаметр ранее спущен- 5 ной обсадной колонны с целью совершенствования конструкции скважины; подготовки скважины к спуску обсадных колонн в сложных геологических условиях путем ее глубокой про- 10 работки, сохранения номинального диаметра ствола скважины в процессе бурения алмазными и фрезерными долотами, несмотря на их изнашивание, фреэерования участка обсадной 15 колонны. Устройство можно использо- вать.в качестве отклонителя в наклонно направленном бурении, при забуривании вторых стволов и т.п.

Известны расширители, в которых 20 породоразрушающие детали (лопасти, шарошки) выдвигаются в скважине при помощи гидравлических или механических систем 11 1.

Выдвижные расширители включают большое количество деталей. Выдвижные расширители предназначенц, в основном. для низкооборотного бурения и скорость расширения ими в плотных породах невелика, выдвижные расшн- З0 рители являются специальным инструментом, изготовляются в ограниченН0М количестве, имеют высокую стоимость °, Наиболее близким к изобретению яв-З5 ляется устройство для бурения скважин, включающее корпус с пазом, в котором расположена плашка на упругой радиальной .опоре.

Недостатками известного устройст- 40 ва являются зависание инструмента в скважине и неравномерный износ плашек. Причиной этих явлений является малая податливость системы плашка. - упругая опора при прохождении неровностей (выступов, сужений) стенок скважины при разбуривании неоднородных, сланцеватых пород. Нагрузка на единственную плашку при прохождении уступа передается всей рас- 50 положенной под плашкой упругой опоре. Это приводит к большому сопротивлению при осевом перемещении бурильной колонны, так как жесткость упругой опоры выбирается исходя 55 из среднего диаметра ствола.

Цель изобретения — поньгшение эффективности отклонителя.

Указанная цель достигается тем, что устройство для бурения скважин, включающее корпус с пазом, в котором расгголожена плашка.на упругой радиальной опоре, снабжено торцовой опорой, а плашка выполнена составной по длине, при этом торцовая часть паза выполнена в виде полуцилиндра, в котором установлена торцовая опора с возможностью поворота и подпора плашки, а каждая часть плашки по одному торцу выполнена выгнутой по радиусу, а по другому— вогнутой по радиусу, причем части плашки установлены с возможностью поворота одна относительно другой. .Радиусы вогнутых и выгнутых торцов частей плашки равны длине части плашки.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез по плашкам; на фиг. 2 то же, в искривленной скважине, на фиг. 3 — устройство, общий вид; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 1.

В приливе корпуса 1 устройства выполняются пазы, в которьгх последовательно установлено несколько плашек 2. Плашки 2 взаимодействуют между собой торцами, выполненными в форме цилиндрических поверхнос-тей, сопрягающихся между собой. Между плашками 2 и основанием паза установлены радиальные упругие опоры 3, изготовленные, например, из перфорированной резины. Между торцом крайней плашки 2 в каждом пазу и корпусом 1 установлена торцовая опора 4, представляющая собой часть цилиндра„ расположенного в цилиндрической выемке в пазу.

Изменение направления скважины при использовании предлагаемого устройства происходит под действием отклоняющих сил, которые возникают при взаимодействии выходящих за габариты скважины плашек 2 с породой (фиг. 2}. При этом плашки

2 сжимают упругие опоры, а радиальное усилие передается через корпус, радиальньге опоры забойного двигателя, его вал 5 долоту 6 (фиг. 3).

Отклоняющая сила, как и у других подобных отклонителей, направлена в сторону, противоположную размещению плашек.

Расширение ствола скважины при использовании предлагаемого устройства осуществляется при вращении

1155711 бурильной колонны, корпуса 7 двигателя и одновременной его работе (фиг. 3). Плашки отклонителя в компоновке выполняют роль опоры, вынуждающей долото совершать планетарное движение вокруг оси вращения бурильной колонны. Диаметр ствола скважины определяется выходом плашек. Упругие опоры позволяют получить диаметр ствола скважины больше внутреннего размера его вышерасположенной части.

При встрече с неровностями ствола скважины система плашек 2, взаимодействующих по торцовым цилиндрическим поверхностям, обтекает препятствие (фиг. 2). Результатом этого является предотвращение зависаний инструмента в скважине при расширении и более равномерный износ плашек. Цилиндрические поверх-. ности обеспечивают возможность поворота плашек 2 одна относительно другой при обтекании препятствий и предотвращают зашламование пространства между плашками и под ними.

Применение вместо одной большой плашки нескольких, установленных последовательно в каждом пазу, позволяет разделить нагрузку на ради альные опоры 3, улучшить податливость системы плашек при прохождении препятствий (уступов) в стволе скважины. При радиусе цилиндрических поверхностей, выполненных на торцах плашек 2, равном длине плашки, в наибольшей степени обеспечивается взаимодействие плашек по всей поверхности при их радиальных перемещениях и перекосах.

При сборке устройства, которое крепится к нижнему концу корпуса 7 забойного двигателя вместо штатного ниппеля (фиг. 3)., плашки 2 поджима5 ются торцом корпуса 7 и вдвигаются в паз. При этом торцовая опора 4

;при вдвижении плашек проворачивается в гнезде паза и своей нижней частью сжимает радиальную опору 3, -lO способствуя созданию ее предварительного напряжения (фиг. 1).

При прохождении препятствия. в скважине плашки 2 смещаются одна относительно другой (фиг. 2). Осе15 вая Длина системы плашек при этом уменьшается, торцовая опора 4, проворачиваясь, освобождает объем для радиальной опоры 3. Это позволяет уменьшить напряжение в радиальной

20 опоре и силу взаимодействия плашек со стенками скважин.

Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик отклонителя: предотвращение зависа25 ния в скважине, более стабильную величину отклоняющей силы; более равномерное изнашивание плашек.

Установка ряда плашек, взаимодействующих между собой по цилиндЗя рической поверхности, предпочтительнее установки нескольких отдельных плашек в гнезде. Это объясняется ограниченностью габаритов нижней части забойных двигателей, более сложньвч устройством, герметизацией полости паза при единичной установке плашек °

Экономическая эффективность при расширении обусловлена. повышением

4 скоростей бурения, исключением работ по проработке и расширению ствола при алмазном бурении.

1155711

Qtf .1

1155711

lI557II

СоставитеЛь Л. Черепенкина

Техред И.Асталош корректор О. Луговая

Редактор Tе Веселова

»»»»»

Закаэ 30б5/28 Тираж 540

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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