Устройство для бурения скважин с обратной промывкой

 

Изобретение относится к горной . Цель - повьвпение эффективности бурения скважин в выбросоопасных пластах. Устр-во содержит полый буровой став (ЕС) 2 со шнековьни лопастями 3, направление навивки которых обратно на1фавлению вращения, по (Л 00 о го ел

союз советских социьлистичесмих

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1448025 А1 (Я) 4 E 21 В 21!00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ п0 иэОБРетениям и О 1нРитиям

АрН Гннт сссР (21) 4200210/22-03 (22) 24.02.87 (46) 30.12.88, Бвл. У 48 (75) Е,А.Загаренко (53) 622.243. 133 (088.8) (56) Авторское свидетелъство СССР

Ф 796404, кл. Е 21 С 1/00, 1979.

Авторское свидетелъство СССР

Ф 588344, кл. Е 21 Б 21/00, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

С ОБРАТНОЙ ПРОИЫВКОЙ (57) Изобретение относится к горной прои-ти. Бель - повыпение эффективности бурения скважин s выбросоопасных пластах. Устр-во содервит полый буровой став (БС) 2 со анековвии лопастями 3, направление навивки которых обратно направлению вращения, по"

1448025 родоразрушающий наконечник 4 c промывочными каналами, роторы 6 с радиальными пазами и выправляющими лопатками 7. Последние расположены в па» зах и перемещаются в радиальном направлении. Лопасти 3 установлены секциями по длине БС 2. Роторы б установлены на подшипниках скольжения на

БС 2 между секциями лопастей 3. Торец лопаток 7 покрыт износостойким материалом. Последовательное чередование лопастей 3 и лопаток 7 позвоИзобретение относится к горной промьппленности, в частности к устройствам для бурения скважин с обратной промывкой, и может быть использовано при бурении в выбросоопасных пластах.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения скважин в выбросоопасных пластах.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2— узел I на фиг.1 (ротор с выправляющими лопатками); на фиг.3 — сечение

А-А на фиг.2.

Устройство содержит полый шпиндель 15 с хвостовиком,1, полый буровой стан

2 с секциями шнековых лопастей 3 на его наружной поверхности и пародоразрушающий наконечник 4 с промывочными каналами. Шнековые лопасти 3 имеют направление навивки, обратное направлению вращения. Последовательно со шнековыми лопастями 3 на секциях бурового става на подшипниках 5 скольжения установлены роторы б с радиаль-2g ными пазами и выправляющими лопатками 7, расположенными в радиальных пазах с возможностью перемещения в радиальном направлении. Наружные торцовые поверхности выправляющих лопа- 3О ток 7 покрыты износостойким материалом (твердосплавной наплавкой).

Для подлива промывочной жидкости в скважину служит подводящий патрубок 8.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом бурения в устье скважины из подводящего патрубка 8 поляет получить подобие многоступенчатаго осевого насоса и создавать у забоя буримой скважины в открытом устье любое давление. 3а счет турбулентного движения у забоя промывочная жидкость захватывает буровую мелочь и далее через каналы наконечника 4 по БС 2 выводит ее за пределы бурильной установки. Покрытие торцов лопаток 7 увеличивает их износостойкость при трении о стенки скважины. 1 з ° п. ф- JIbl 3 HJI ступает промывочная жидкость и после заполнения ею скважины в работу включается бурильная установка (не показана), которая производит бурение путем вращения и осевого перемещения бурового става 2. При вращении бурового става 2 шнековые лопасти 3 воздействуют на промывочную жидкость, т.е. сообщают ей гидродинамический напор, аналогичный тому, который создается вращающимися лопастями в осевых насосах, и подают промывочную жидкость в сторону забоя скважины.

Одновременно (как и в осевых насосах) шнековые лопасти 3 закручивают промывочную жидкость вокруг оси скважины.

Закрученный поток жидкости, проходя между выправляющими лопатками 7 ротора 6, вращает лопатки 7, а вместе с ними и ротор. Под действием центробежных сил выправляющие лопатки смешаются от оси бурового става и прижимаются к поверхности скважины, что вызывает возникновение силы трения между выправляющими лопатками и по.верхностью скважины. Режим работы такой вращающейся системы с механической точки зрения подобен режиму работы центробежного тормоза. В результате притормаживания о стенки скважины выправляющих лопаток 7 их частота вращения будет значительно меньше частоты вращения закрученного лопастями 3 потока промывочной жидкости.

Закрученный шкековыми лопастями

3 поток жидкости, проходя между выз 144 правляющими лопатками, будет имн раскручиваться. При этом часть кинетической энергии движения преобразуется в давление, а другая ее часть используется на притормаживание выправляющих лопаток о поверхность скважины.

С гидродинамической точки зрения работа такой системы подобна работе выправляющего аппарата многоступенчатого осевого насоса.

Задавая форму выправляющих лопаток

7 с учетом их вращения вокруг оси скважины с определенной частотой, можно достичь такого положения, когда после прохода через выправляющие лопатки раскрученный поток жидкости будет иметь направление, параллельное оси скважины.

Последовательное чередование шнековых лопастей и выправляющих лопаток позволяет получить подобие многоступенчатого осевого насоса, что позволяет создавать у забоя буримой скважины с открытым устьем любое практически необходимое давление.

У забоя скважины промывочная жидкость (за счет турбулентного движения) захватывает буровую мелочь и в виде пульпы выдает ее через промывочные каналы породоразрушающего нако нечника 4 по полому буровому ставу

2 из скважины и далее по полому шпинделю 1 эа пределы бурильной установки.

Наличие твердосплавного покрытия торцов выправляющих лопаток увеличивает их износостойкость при трении о стенки скважины, что особенно важно при бурении в абразивных породах.

Формула и з обретения

1. Устройство для бурения скважин с обратной промывкой, включающее полый буровой став, шнековые лопасти на наружной поверхности буро15 вого става с направлением навивки обратным направлению вращения и породоразрушающий наконечник с промывочными каналами, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения

2д эффективности бурения скважин в выбросоопасных пластах, оно снабжено роторами с радиальными пазами и выправляющими лопатками, расположенными в этих пазах с возможностью пере25 мещения в радиальном направлении,шне-, ковые лопасти установлены секциями по длине бурового става, а роторы установлены на подшипниках скольжения на буровом стаче между секциями

Зд шнековых лопастей.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что наружный торец выправляющих лопаток покрыт износостойким материалом.

Составитель А.Меньшиков

Редактор А.Ревин Техред N,Äèäûê Корректор И.Муска

Л.

Заказ 6820/37 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4