Наддолотное ловительное устройство

 

Изобретение относится к буровому инструменту и позволяет повысить эффективность работы устройства за счет обеспечения гарантированного удержания шлама в полости кожуха. Устройство содержит корпус (К) 1 с осевым проьмвочным каналом 2 и переходниками 3 в верхней и нижней частях , кожух. 4 с радиальными каналами. Он закреплен на К 1 с образованием

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) А1 (594: Е 21 В 2!/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 13I

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2,1 ) 4068834/22-03 (22) 19. 05. 86 (46) 30.06. 88. Бюл. В 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) И.И.Барабашкин, А.Н.Сорокин и У.Н.Якимчук (53) 622.245.4(088.8) (56) Патент США У 3814180, кл. 166 99, опублик. 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 1177447, кл. E 21 В 31/03, 1984. (54) НАДЦОЛОТНОЕ ЛОВИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к буровому инструменту и позволяет повысить эффективность работы устройства за счет обеспечения гарантированного удержания шлама в полости кожуха.

Устройство содержит корпус (К) 1 с осевым промывочным каналом 2 и переходниками 3 в верхней и нижней частях, кожух 4 с радиальными каналами.

Он закреплен на К 1 с образованием

1406336 кольцевой полости 5 между внутренней поверхностью (ВП) и наружной поверхностью кожуха 5 и К l. Причем ВП кожуха 4 коническая с большим основанием в нижней части. Угол наклона этой поверхности относительно оси устрой, ства выбирается в соответствии со специальной зависимостью. Также ВП кожуха 4 м.б. ступенчатой, высота каждой ступени равна или больше разности наружного диаметра кожуха 4 и

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к устройствам, предназначенным для улавливания и удаления с забоя шлама и металлических предметов..

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства эа счет обеспечения гарантированного удержания шлама в полости кожуха.

На фиг.l изображено наддолотное ловильное устройство в рабочем положении с указанием сил, действующих на частицы шлама в процессе бурения; ! на фиг.2 — устройство с кожухом, внутренняя поверхность которого выполнена конической; на фиг.3-устройство с кожухом, внутренняя поверхность которого выполнена с винтовой нарезкой.

Устройство состоит из корпуса 1 с осевым промывочным каналом 2 и переходниками 3 в верхней и нижней частях корпуса 1. На корпусе 1 закреплен кожух 4 с образованием кольцевой полости 5 между внутренней стенкой кожуха 4 и наружной корпуса 1.

Внутренняя поверхность кожуха 4 выполнена конической с большим основанием в нижней части, причем угол наклона внутренней конической поверхности кожуха 4 относительно оси устройства выбирается в соответствии с зависимостью где — угол наклона внутренней поверхности кожуха, град; диаметра долота. Кроме того, ВП кожуха 4 м.б. выполнена в виде спирали с винтовой нарезкой, направление которой обратно направлению вращения инструмента. В процессе бурения шлам с потоком промывочной жидкости поднимается в полость 5 кожуха 4. Частицы шлама, сталкиваясь с ВП кожуха 4, отражаются от нее в ниэ полости 5.

2 з.п. ф-лы, 3 ил.

D — наружный диаметр кожуха

Н

4, мм;

D — диаметр долота 6, мм; — расстояние от нижнего торца

5 долота б до верхнего торца кожуха 4, мм.

Внутренняя коническая поверхность кожуха 4 может быть выполнена в виде ступенчатых участков, где высота каждой ступени равна или больше разности D > и D, что уменьшает металлоемкость кожуха при его изготовлении, а также увеличивает объем полости 5.

Коническая поверхность кожуха 4 также может быть выполнена в виде спирали 7 с винтовой нарезкой, направление которой противоположно направлению вращения инструмента. Угол конической поверхности кожуха определяется с учетом центробежной силы F, реакции конической поверхности .на.частицы шлама N, направленной в сторону дна полости и равнодействующей сил

F u N-R, угла между осью вращения и осью устройства Ы, угла между силами

7 и N-Q.

Для того чтобы сила R была равна нулю или направлена в сторону дна полости при любых режимах вращения устройства, необходимо и достаточно,. чтобы угол уклона был большим или равным максимально возможному углу перекоса осей вращения и симметрии устройства, т.е. 0 Ч с(.

Угол наклона внутренней конической поверхности кожуха В определяется следующим образом.

1406336

В плоскости сечения открытого конца накопительной полости ловильного устройства максимальное смещение оси симметрии устройства относительно

Dq-Dp оси вращения равно — — — (см.фиг.1)

DO — Пн

Когда tg 91 — — ——

21.

Dg — Эн то 83 arctg — -- — —, 2L

Таким образом, выполнение внутренней поверхности с углом уклона боль> Dv шим или равным arctg — — — — — обеспе2L чивает сохранность твердых частиц в ловильном устройстве во время бурения с любыми частотами вращения.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском колонны труб на забой скважины к низу колонны труб при помощи переходника 3 крепят корпус 1 с установленным на нем кожухом 4 и долотом 6. Перед установкой устройства в зависимости от диаметра скважины и режима бурения подбирают кожух

4 и долото 6 необходимых размеров.

После установки устройства колонну труб спускают на забой и осуществляют бурение. B процессе бурения шлам, поднимаясь потоком промывочной жидкости, попадает в полость 5 кожуха 4.

Вход шлама в полость 5 кожуха 4 может осуществляться по любой траектории, в результате чего частицы шлама, сталкиваясь с внутренней конической поверхностью кожуха 4, отражаются от нее в низ полости 5.

После прекращения бурения колонну труб вместе с устройством поднимают на поверхность и очищают полость кожуха от шлама.

Устройство способствует наиболее полному удалению металла с забоя скважины, что способствует увеличению проходки на долото и механической скорости бурения.

Фор мул а изобретения

D> — Пн

B arctg — — ——

/. 2L

Зр где 9 — угол наклона внутренней стенки кожуха, град;

Dz — наружный диаметр кожуха,мм1

D — диаметр долота, мм; — расстояние от нижнего торца долота до верхнего торца

35 кожуха, мм.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что коническая поверхность кожуха выполнена ступен4р чатой, причем высота каждой ступени равна или больше разности наружного диаметра кожуха и диаметра долота.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внут45 ренняя коническая поверхность кожуха выполнена в виде спирали с винтовой нарезкой, направление которой обрат- но направлению вращения инструмента.

Наддолотное ловильное устройство, содержащее корпус с осевым промы1ð вочным каналом и переходниками в верхней и нижней частях, кожух с радиальными каналами, закрепленнъN на корпусе с образованием кольцевой полости между внутренней и наружной

15 стенками кожуха и корпуса, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет обеспечения гарантированного удержания шлама в полости

2р кожуха, внутренняя поверхность кожуха выполнена конической с большим основанием в нижней части, с углом наклона стенки кожуха относительно оси устройства, определяемым в соот25 ветствии с зависимостью

l 406336

Составитель С.Иванов

Техред M.Xopàíè÷

Редактор А.Долинич

КоРРектор В.Вутяга

Заказ 3173/32

Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll303S, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие г Ужгород . П

) ° род, ул. роектная, 4