Устройство для бурения скважин

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g < E 2t В 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ! (21) 3869159/22-03 (22) 15.03.85 (46) 23.04.88. Бюл. В 15 (75) И.Г.Сафонов (53) 624.154.34,622.233.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР у 185277,кл. E 21 В 7/28, 1964.

Авторское свидетельство СССР

У 222968, кл. Е 21 В 7/28, 1965. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к технике для сооружения скважин большого диа„„SU„„1390339 А1 метра, конкретно к буровому инструменту для бурения сквалыг.н с промывкой. Цель — расширение функциональных возможностей устройства. В направляющей муфте 4 буровой колонны 3 с возможностью осевого перемещения установлен шток 2 с долотом 1. На штоке 2 закреплен фиксатор 5 перемещения. С муфтой 4 шарнирно соединены верхними звеньями 6 двухзвенные рычажные ножи. Нижние звенья 7 ножей оснащены режущими зубьями в виде пластин, режущая сторона которых покрыта твердым сплавом, и соединены

1390339 с долотом 1. На штоке 2 с воэможностью осевого перемещения установлена крестовина 9. На выполненном в виде трубы луче 10 крестовины 9 установлена направляющая втулка 11 в виде стержня, шарнирно связанная со звеньями 6 и 7, выполненными обтекаемой аэродинамической формы, Во втул-! ках 11 свободно без вращения перемещаются бойки 12 в виде роликов, установленных на вертикальных осях.При

Изобретение относится к технике для сооружения скважин большого диаметра,а конкретно — к буровому инструменту для бурения скважин с промывкой. 5

На фиг. 1 представлено устройство для бурения скважин, рабочее положение, общий вид; на фиг. 2 — то же, при извлечении из скважины; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 6 -,разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг, 7 — разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг. 8 — разрез E-Е на фиг. 1; на фиг. 9 — разрез Ж-Ж на фиг. 1; на фиг. 10 — трубчатый луч крестовины с роликом", на фиг. 11 — то же, рабочее положение.

Устройство для бурения скважин имеет долото 1 со штоком 2 квадратного сечения, буровую колонну 3 с направляющей муфтой 4, фиксатор 5, двухэвенные рычажные ножи с верхними 6 и нижними 7 звеньями, оснащен25 ными режущими зубьями 8, скользящую муфту, выполненную из крестовины

9 с лучами 10, направляющих втулок

11 и бойкой 12. Шток 2 жестко соединен с долотом 1, имеет квадратное сечение и установлен в полости 13 квадратного сечения направляющей муфты 4 с возможностью осевого перемещения под действием центробежных сил,возникающих при вращении устрой- 3: ства. Верхние звенья 6 рычажных ножей шарнирно соединены с направлявращении буровой колонны 3 звенья 6 и 7 под действием центробежной. силы сближаются друг с другом, и шток 2 входит в муфту 4. Втулки 11 выходят из лучей 10, а бойки 12 выдвигаются из втулок 11. Долото 1 и звенья 7 разрушают породу на забое скважины, а бойки 12 производят доразрушение стенок скважины. При бурении полным диаметром крестовина 9 упирается в фиксатор 5. 4 з.п..ф-лы, 11 ил. ющей муфтой 4 и направляющими втулками 11, а нижние звенья 7 — с направляющими втулками 11 и долотом 1 °

Крестовина 9 скользящей муфты имеет в центре квадратное отверстие и свободно установлена на штоке 2 с возможностью перемещения вдоль него и взаимодействия в крайнем нижнем положении с фиксатором 5. Фиксатор 5 закрепляют на штоке винтами 14. Внутри направляющих втулок 11 размещены бойки 12. Внутренняя полость втулок

11 и бойки 12 имеют квадратное поперечное сечение. Бойки 12 также имеют внутренние полости, в которых размещаются концы лучей 10. Буровая колонна 3 жестко соединена с трубой

15 направляющей муфты 4. На трубе 15 закреплен жестко упор 16. Долото i имеет каналы 17, гидравлически связанные с полостью 18 штока 2, полостью 19 трубки 15 и полостью 20 буровой колонны 3. На упоре 16 установлены пластмассовые выпускные трубы, выполненные из внешней колонны 21, внутренней колонны 22 и связывающей их перемычки 23. Внешняя колонна 21 входит заподлицо в цилиндрическое отверстие колпака 24, посаженного на уплотнения 25 обсадной трубы 26. Между трубой 15 и внутренней колонной

22 размещены уплотнения 27. Звенья

6 и 7 выполнены обтекаемой аэродинамической формы, а торцы бойков 12, взаимодействующие с породой упрочнены твердым сплавом. Бойки могут быть выполнены также в виде роликов 28, 1390339 установленных на вертикальных осях

29. В этом случае их задний конец может быть выполнен в виде стержня 30, а взаимодействующий с ним луч 1О в виде трубы с внутренней полостью

31 квадратного сечения. Режущие зубья нижних звеньев могут быть выполнены также в виде сплошной пластины, режущая сторона которой покры- 1О та твердым сплавом., Устройство работает следующим образом.

Перед началом бурения скважины устанавливают необходимый диаметр буре-15 ния, для чего фиксатор 5 винтами 14 закрепляют на нужной высоте на штоке

2. Опускают устройство в обсадную трубу 26 и пропускают через колпак

24. При спуске шток 2 находится в 20 крайнем нижнем положении, а звенья

6 и 7, а также бойки 12 в сложенном состоянии. В буровую колонну 3 подают промывочную жидкость, которая проходит по полостям 18 — 20 и через 25 каналы 17 в долоте 1 поступает к забою. Вращая буровую колонну 3, производят бурение скважины. При вращении буровой колонны звенья 6 и 7 под действием центробежной силы сближа- 30 ются друг с другом,при этом шток 2 входит в направляющую муфту 4, направляющие втулки 11 выходят из лучей 10 крестовины 9, а бойки 12 выдвигаются из направляющих втулок 11.

Долото 1 и звенья 7 с резцами разрушают породу на забое скважины, а бойки 12 производят доразрушение стенок скважины. При бурении полным диаметром крестовина 9 скользящей муфты упирается в фиксатор 5.

При бурении скважины в мягких породах бойки 12 заменяют на ролики

28, которые уплотняют породу в стен- ках скважины, а режущие зубья 8— на пластины с режущей кромкой, армированной твердым сплавом. Разрушенная порода промывочной жидкостью удаляется из скважины через внутреннее. пространство выпускных труб и при этом изолируется от обсадной трубы

26 и буровой колонны 3. Выполнение звеньев рычажных ножей обтекаемой аэродинамической формы снижает сопротивление при вращении устройства, улучшает перемешивание промывочной жидкости с разрушенной породой, создает благоприятные условия для ее удаления из скважины. По окончании бурения устройство извлекают из скважины в сложенном виде, при этом выпускные трубы поднимают совместно с буровой колонной 3. формула изобретения

1, Устройство дня бурения скважин, включающее буровую колонну с направляющей муфтой. долото со штоком,установленным в направляющей муфте с возможностью осевого перемещения, фиксатор, закрепленный на штоке, и двухзвенные рычажные ножи, соеди" ненные шарнирно верхними звеньями с направляющей муфтой, а нижними звеньями, оснащенными режущими зубьями— с долотом, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено скользящей муфтой, выполненной из крестовины, направляющих втулок и бойков, при этом крестовина установлена на штоке с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с фиксатором, направляющая втулка шарнирно связана со звеньями рычажного ножа и установлена на луче крестовины с возможностью перемещения,а бойки размещены в направляющих втулках с возможностью свободного без вращения перемещения.

2. Устройство по п, 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что боек выполнен в виде ролика и вертикальной оси, на которой он установлен.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что направляю щая втулка выполнена в виде стержня, а луч крестовины — в виде трубы.

4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что.режущие зубья выполнены в виде пластин, режущая сторона которых покрыта твердым сплавом.

5. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что звенья рычажных ножей выполнены обтекаемой аэродинамической формы.

1390339

13

Фи@ 2 фиа5

1390339

Г Г @ ts

Фиа. 7 фиа6

Е-Е . 15

Фж11

Составитель В.Чуносов

Техред N.Дидик Корректор С.Черни

Редактор Г.Гербер

Заказ 1744/33

Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета С0СР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4