Способ очистки забоя скважины при бурении и устройство для его осуществления

 

Изобретение позволяет интенсифицировать процесс очистки забоя от выбуренной породы и разрушить его долотом (Д) 2. Для этого на забой воздействуют вращающимися вокруг оси скважины асимметричными затопленными струями (С) буровой промывочной жидкости. Вершины эпюр давления на забой этих С смещены в сторону , противоположную направлению вращения Д 2. В его корпусе размещена цилиндрическая насадка (ЦН) 1, сужающийся в пределах корпуса Д 2 с (Л 00 N

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиа1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3997784/22-03 (22) 29.12.85 (46) 30,05.87. Бюл. У 20 (7 1) Ухтинский индустриальный институт (72) П.Ф.Осипов (53) 622. 24. 051. 55 (088. 8) (56) Масленников И.К., Матвеев Г.Н.

Инструмент для бурения скважин: Справочное пособие. М.: Недра, 1981, с. 16 и 17, 34-37.

Мавлютов М.P. и др. Стендовые исследования эффективности промывки шарошечных долот с одной боковой насадкой. — Изв. ВУЗов. Сер. Нефть и газ, 1985, N - 3, с. 21-24..SU 1314 1 А 1 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ

ПРИ БУРЕНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение позволяет интенсифицировать процесс очистки забоя от выбуренной породы и разрушить его долотом (Д) 2. Для этого на забой воздействуют вращающимися вокруг оси скважины асимметричными затопленными струями (С) буровой промывочной жидкости. Вершины зпюр давления на забой этих С смещены в сторону, противоположную направлению вращения Д 2. В его корпусе размещена цилиндрическая насадка (ЦН) 1, сужающийся в пределах корпуса Д 2 а

13 канал и стопорный элемент 4. Выступающая нижняя часть ЦН 1 имеет односторонний продольный паз, направленный в сторону вращения Д ?. Стенки паза сопрягаются с внутренней цилиндрической поверхностью ЦН 1. За счет плавно сужающейся ЦН 1 в пределах корпуса Д 2 обеспечивается разгон жидкости при работе устройства цо максимальной скорости, расширение ее С в сторону паза и деформация С, которая становится асимметричной.

1 4И(. 1

Такая С создает асимметричную волну давления, которое под С нарастает, а затем резко уменьшается. В резуль-, тате возрастает средняя и максимальная скорости С во всех сечениях и величина гидродинамического давления С на забой при тех же начальных скоростях истечения из ЦН 1. Таким образом, это сказывается на интенсивности обратного фильтрационного потока . 1 з . п . ф лы.

2 ил.

Изобретение относится к бурению скважин на все виды полезных ископаемых и к породоразрушающему инструменту для бурения.

Цель изобретения — интенсификация процессов очистки забоя от выбуренной породы и его разрушения долотом.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки забоя скважины при бурении, включающем воздействие на забой вращающихся вокруг оси скважины асимметричных затопленных струй буровой промывочной жидкости, воздействие на забой осуществляют асимметричными струями, вершины эпюр давления на забой которых смещены в сторону, противоположную направлению вращения доло-. та. Устройство для осуществления предлагаемого способа включает размещенную в корпусе долота цилиндрическую насадку с выступающей нижней частью и с плавно сужающимся в пределах корпуса долота каналом и стопорный элемент, выступающая часть насадки выполнена с односторонним продольным пазом, направленным в сторону вращения долота, причем стенки паза сопрягаются с внутренней цилиндрической поверхностью насадки.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа очистки забоя; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из цилиндрической насадки 1, размещенной в корпусе долота 2. Насадка уплотнена в гнезде корпуса уплотнительными кольцами 3 и закреплена стопорным эле5.

1С

ЗО

35 ментом 4. На выступающей из корпуса части насадки до ее конца изготовлен продольный односторонний паз, стенки

5 которого сопрягаются с внутренней цилиндрической поверхностью канала насадки. Паз обращен в сторону вращения долота.

Устройство работает следующим образом.

Струя буровой промывочной жидкости в конфузорной части насадки разгоняется до максимальной скорости, а затем продолжает движение, имея возможность расширяться только в сторону паза. Это приводит к деформации профиля скорости струи, которая при этом становится асимметричной. После прохождения:нижнего сечения насадки струя становится свободной, расширяется во все стороны, но по-прежнему остается асимметричной. При встрече с плоским забоем такая струя создает асимметричную волну давления, вытянутую в сторону паза и крутопадающую со стороны глухой стенки насадки.

Насадка вместе с долотом вращается в сторону паза. В результате давление под струей вначале нарастает медленно, а затем резко уменьшается до фонового значения, вызывая более интенсивную обратную фильтрацию по сравнению с симметричной струей. Ограничение поверхности соприкосновения с окружающей средой приводит к тому, что существенно возрастают средняя и максимальная скорости струи во всех сечениях, а вместе с этим возрастает и величина гидродинамического давления струи на забой при тех же на13140

Составитель Ю.Коваленко

Техред Л.Сердюкова Корректор .Черни

Редактор Е.Копча

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2187/32.1роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чальных скоростях истечения из насадки. Соединение этих двух эффектов (повьппение скорости струи за счет ее компактности в сочетании с асимметричностью волны давления) благоприят- 5 но (как показывают исследования на математической модели) сказывается на интенсивности обратного фильтрационного потока.

Формула, изобретения

1. Способ очистки забоя скважины при бурении, включающий воздействие на забой вращающихся вокруг оси сква- 15 жины асимметричных затопленных струй буровой промывочной жидкости, о т .л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процессов очист01 4 ки забоя от выбуренной породы и его разрушения долотом, воздействие осуществляют асимметричными струями, вершины эпюр давления на забой которых смещены в сторону, противоположную направлению вращения долота.

2. Устройство для очистки забоя скважины при бурении по п. 1, включающее размещенную в корпусе долота цилиндрическую насадку с выступающей нижней частью и с плавно сужающимся в пределах корпуса долота каналом и стопорный элемент, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что выступающая часть насадки выполнена с односторонним продольным пазом, направленным в сторону вращения долота, причем стенки паза сопрягаются с внутренней цилиндрической поверхностью насадки.