Расширитель скважины

 

Изобретение относится к инструменту , используемому для бурения скважин. Цель - повышение эффективности работы путем поддержания первоначального калибрующего диаметра скважины . На корпусе (К) 1, расширителя, имеющем канал 2 для промьшочной жидкости , установлены одна под другой опоры, имеющие противоположное смещение относительно продольной оси К 1. i-J (Л , а ч сх

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,„, 1469

А1 (51) 4 Е 21 В 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHAM

ПРИ CKHT СССР (2 I ) 4224579/23-03 (22) 02.03.87 (46) 30.03.89. Бюл. II- - 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) О,Ю.Бергштейн, М.А.Великосельский, N.È.ÂîðoæáèòoB и Д.И,Индрупский (53) 622.24.051.47(088,8) (56) ° Авторское свидетельство СССР

II - 269866, кл. E 21 В 7/28, 1968..

Авторское свидетельство СССР

Ф 462015, кл. Е 21 В 7/28, 19?2. (57) Изобретение относится к инструменту, используемому для бурения скважин. Цель — повышение эффективности работы путем поддержания первоначального калибрующего диаметра скважины. На корпусе (К) 1, расширителя, имеющем канал 2 для промывочной жидкости, установлены одна под другой опоры, имеющие противоположное смещение относительно продольной оси К 1 .

1469078

Нижняя опора выполнена в виде разрезной втулки (В) 10, внутренняя поверхность 11 которой выполнена в виде сферы, причем В 10 установлена с возможностью упора верхним торцом в К 1.

Упорные поверхности 13 К 1 и В 10 выполнены под углом к продольной оси

К 1. Верхняя опора выполнена в виде разрезной В 5. На В 5 и 10 размещены рабочие диски в виде шарошек (Ш) 3 и 4 с породораэрушающими элементами 18, При этом В 10 и нижняя Ш 4 установлены с возможностью вращения относительно К 1 и одна относительно другой. Нижний торец Ш 4 выполнен в виде усеченного конуса и армирован также породоразрушающими элементами 18.На нижней половине упорной поверхности 13 м,б, выполнены канавки. Точка .пересечения продольной оси В 10 с продольной осью К 1 расположена в вершине конуса нижнего торца Ш 4, При вращении расширителя Ш 3 вращается на В 5,производя калибровку ствола скважины, При этом Ш 4 вращается на

В 10. По мере износа упорных поверхностей 13 происходит постоянный угловой поворот Ш 4 относительно центра поверхности 11,Поворот Ш 4 обеспечивает увеличение диаметра ствола скважины, а в случае износа породоразрушающих элементов 18 диаметр скважины поддерживается в номинальном состоянии. 2 з,п.ф-лы, 3 ил, 1

Изобретение относится к инструменту, используембму при бурении скважин, а именно к устройствам, применяемым для последовательного расширения ранее пробуренного ствола скважины ступенчатым забоем.

Цель изобретения — повышение эффективности работы расширителя путем поддержания первоначального калибрующего диаметра, На фиг,l изображен расширитель, Ф продольный разрез; на фиг,2 — сечение А-А на фиг.l; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг. l .

Расширитель скважин содержит корпус 1 с каналом 2 для прохода промывочной жидкости и опорами, установленными на нем одна над другой и имеющими противоположное смещение относительно оси корпуса, На опорах смонтированы с возможностью вращения рабочие диски, выполненные в виде верхней 3 и нижней 4 шарашек, Верхняя опора выполнена в виде разрезной цилиндрической втулки 5, зажатой эксцентричным кольцом 6, закрепленным штифтом 7 и дополнительно приваренным к корпусу 1. Втулка 5 зафиксирована от проворота с помощью шпонки 8, являющейся одновременно замковым элементом для запирания тел 9 качения, на которых установлена верхняя шарошка 3, Продольная ось

2 верхней шарошки 3, а следовательно, и ось опоры (втулки 5) расположена параллельно продольной оси корпуса 1

5 Нижняя опора выполнена в виде разрезной втулки 10, внутренняя поверхность 11 которой выполнена сферической с центром на ее продольной оси. Втулка 10 с соосно установленной на ней на телах 9 качения и вкладыше 12 скольжения шарошкой 4, имеющей нижний торец в виде усеченного

Конуса, размещена на корпусе 1 так, что их совместная продольная ось лежит в одной диаметральной плоскости с продольной осью верхней шарошки 3, но располагается по другую сторону продольной оси корпуса I в вершине конуса нижнего торца нижней шарошки 4, Втулка 10 имеет возможность вращения относительно корпуса 1 по сферической поверхности. 11, центр которой лежит на ее продольной оси.

Втулка 10 установлена на корпусе 1 с возможностью упора ее верхнего торца в соответствующую упорную поверхность 1,3 корпуса 1, при этом поверхность корпуса 1 в месте контакта с втулкой 10 и ответная ей контактирующая поверхность втулки 10 выполнена под углом к продольной оси корпуса 1, На нижней половине упорной поверхности корпуса 1, имею1469078 щей коническую форму, выполнены канавки 14.

Втулка 10 состоит из двух частей, собирается на корпусе I с помощью штифтов 15 и стягивается с помощью кольца 16, сажаемого на втулку 10 с ( натягом в горячем состоянии. Дополнительно полувтулки фиксируются в радиальном направлении также вкладышем 1 2 скольжений шарошки. 4 . В теле шарошки 4 имеется замковый элемент в виде пробки 17 для запирания тел 9качения, Нижняя 3 и верхняя 4 шарошки армированы породоразрушающими зле- 15 ментами 18, которые на нижней шарошке 4 размещены также на ее нижнем торце.

Под нижней шарошкой 4 в корпусе 1 расположена сменная насадка 19 за- 20 герметизированная кольцом 20 и закрепленная шайбой 21, В верхней и нижней частях корпуса 1 выполнены соединительные верхняя 22 и нижняя 23 резьбы. 25

Расширитель скважины работает следующим образом.

Верхней резьбой 22 расширитель присоединяется к компоновке низа бурильной колонны, а нижней — к долоту или к пилотному направлению. Вращение расширителя осуществляется при помощи ротора или забойного двигателя.

При вращении расширителя и подаче его вннз производится расширение ствола скважины. Основную работу по расширению выполняет нижняя шарошка 4. Наличие угла между продольной осью корпуса и продольной осью шарошки 4 и точки их пересечения в вершине конуса 40 нижнего торца нижней шарошки 4 обеспечивает при вращении расширителя перекатывание нижней шарошки 4 по уступу расширяемой скважины, при этом осуществляется его эффективное,разрушение посредством ударного действия зубков шарошки 4 по кольцевому забою, При вращении расширителя происходит вращение верхней 3 и нижней 4 шарошек. Шарошка 3 вращается на втулке 5, жестко соединенной с корпусом 1, производя калибровку ствола скважины и обеспечивая центрирование низа бурильной колонны. Нижняя шарошка 4

I вращается на втулке l 0 на телах 9 качения и вкладыше 2 скольжения, Втулка 10 также имеет возможность вращения относительно корпуса 1, Благодаря установке нихней шарошки 4 на промежуточной втулке 10 частота ее вращения по отношению к опоре уменьшается. что повышает срок службы вкладыша 12 шарошки. Осевая нагрузка передается при контакте уступообразующей части шарошки 4 с полкой ствола скважины черел тела 9 качения и воспринимается упорной поверхностью 13 корпуса I. При повороте втулки 10 с поджатием ее к упорной поверхности 13 происходит взаимный износ контактирующих поверхностей, причем износ упорной поверхности 13 корпуса носит односторонний характер, так как осевая нагрузка при центрированном положении корпуса направлена всегда на один и тот же участок упор-, ной поверхности !3 корпуса 1, По ме- ре износа упорных поверхностей 13 про исходит постоянный угловой поворот шарошки 4 относительно центра сферической поверхности 11, находящегося на наклонной оси шарошки. Поворот шарошки 4 обеспечивает увеличение диаметра ствола скважины, и в случае износа породораэрушающих элементов 18 диаметр скважины поддерживается в номинальном состоянии. В процессе износа упорной поверхности 13 металлические частицы выносятся в канавки 14, уменьшая вероятность задира контактирующих поверхностей и их схватывания.

Варьируя ширину канавок 14, т,е. подбирая площадь контакта упорной поверхности 13, можно величину износа этой упорной поверхности соизмерить с величиной износа породоразрушающих элементов, Расположенная под нижней шарошкой гидромониторная насадка 19 осуществляет вынос раэбуриваемой шарошкой горной породы, а также частичное разрушение полки ствола скважины (осо» бенно в породах мягкой и средней категории) .

Формула изобретения

l, Расширитель скважины, включающий корпус с каналом для промывочной жидкости, установленные на нем друг над другом опоры, имеющие противоположное смещение относительнд,проддльной оси корпуса, и размещенные на опорах рабочие диски с породоразрушающими элементами, о т л и ч а ю10

Составитель В.Чуносов

ТехредМ.Ходанич Корректор В,Гирняк

1 Редактор А,Огар

Заказ 1330/33 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 14б9078

6 шийся тем, что, с целью повыше- поверхности корпуса и нижней опоры ния эффективности работы путем под- .выполнены под углом к продольной оси держания первоначального калибрующе- корпуса. го диаметра скважины внутренняя по- 2, Расширитель по и.1 о т л и

5 в верхность нижней опоры выполнена сфе- ч а ю шийся тем, что на нижней рической, при нижняя опора и рабочий половине упорной поверхности корпуса диск установлены с возможностью вра- выполнены канавки. щения относительно корпуса и друг друга, нижний торец рабочего диска 10 3. Расширитель по п. 1, о т л инижней опоры выполнен в форме усечен- ч а ю шийся тем, что точка пеного конуса и снабжен породоразруша- ресечения продольной оси нижней опоющими элементами, а нижняя опора ус- ры с продольной осью корпуса,распотановлена с возможностью упора верх- ложена в вершине конуса нижнего рабо-. ним торцом в корпус, причем упорные 16 чего диска.