Калибратор-интенсификатор

 

Изобретение относится к технике бурения скважин, к устройствам для интенсификации очистки призабойной зоны скважины, стабилизации ее направления, ликвидации уступов и повышения качества подготовки ствола. Цель изобретения - повышение степени очистки забоя скважины от выбуренной породы, увеличение срока службы и эксплуатационной надежности. Калибраторинтенсификатор имеет корпус с жестко закрепленными на его наружной поверхности калибрующими лопастями в виде спиралей, которые имеют равномерно изменяющийся по их длине угол наклона к оси корпуса. Угол наклона изменяется от 15° в нижней части до 60° - в верхней части. Площади поперечных сечений лопастей также равномерно подлине увеличиваются снизу вверх. Причем в верхней части площади поперечных сечений лопастей превышают площади поперечных сечений этих же лопастей в нижней их части в 1,45-1,55 раза. 1 ил. V Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4688267/03 (22) 30.03.89 (46) 30.11.91, Бюл. N. 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный йнститут по креплению скважин и буровым растворам (72) В.В. Климов, Н.А. Куш наренко и

P.Н.Марченко (53) 622.243.14 (088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

N- 899835, кл. Е 21 В 17/10, 1982..

Авторское свидетельство СССР . N 817202, кл. Е 21 В 21/00, 1979. (54) КАЛИБРАТОР-.ИНТЕНСИФИКАТОР (57) Изобретение относится к технике бурения скважин, к устройствам для интенсификации очистки призабойной зоны скважины, стабилизации ее направления, ликвидации

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для интенсификации очистки призабойной зоны скважины, стабилизации ее направления, ликвидации уступов и повышения качества подготовки ствола.

В большинстве случаев очистка забоев скважин несовершенна и это приводит к вторичному перемалыванию бурового шлама, ухудшая процесс разрушения горных пород, снижая механическую скорость бурения, проходку на долото и, как следствие, уменьшая технико-экономические показатели бурового процесса. Кроме того, для стабилизации направления скважины часто требуется применение стабилизаторов калибраторов, позволяющих также ликвидировать образующиеся уступы в стволе скважины.

„„5U „„1694849 А1 уступов и повышения качества подготовки ствола. Цель изобретения — повышение степени очистки забоя скважины от выбуренной породы, увеличение срока службы и эксплуатационной надежности. Калибраторинтенсификатор имеет корпус с жестко закрепленными на его наружной поверхности калибрующими лопастями в виде. спиралей, которые имеют равномерно изменяющийся по их длине угол наклона к оси корпуса. Угол наклона изменяется от 150 в нижней части до

60 — в верхней части. Площади поперечных сечений лопастей также равномерно по длине увеличиваются снизу вверх, Причем в верхней части площади поперечных сечений лопастей превышают площади поперечных сечений этих же лопастей в нижней их части в 1,45-1,55 раза, 1 ил.

Известен наддолотный калибратор-стабилизатор, содержащий корпус с калибрующими . в окружном направлении относительно друг друга лопастями. Величина смещения лопастей вдоль оси не превышает длину одной лопасти, а длина калибрующей части устройства определяется соотношением

Ов d

0.0349i где 1У вЂ” длина калибрующей части, мм;

D> — диаметр долота, мм;

dy — наружный диаметр калибратора, мм;

1 — допустимая интенсивность пространственного искривления ствола скважины, град/10 м.

Недостатком известного устройства является ограничение его функциональных

1694849 воэможностей только калибрующим эффектом. Кроме того, указанное устройство создает повышенное сопротивление выносимым с забоя частицам бурового шлама и способствует образованию сальников, 5 что снижает технико-экономические показатели буровых работ. Также установлено, что лопасти калибратора-стабилизатора имеют неравномерный износ вдоль его вертикальной оси, причем степень износа лопа- 10 стей увеличивается rio мере удаления от долота, в результате чего отработанный калибратор-стабилизатор имеет форму усеченного конуса, т.е. прекращает выполнение своих функций. .15

Известен забойный шламодробительинтенсификатор, включающий корпус и шламодробящие элементы, выполненные в виде лопастей, жестко укрепленных на внешней стороне корпуса. Каждая лопасть 20 состоит из трех последовательных участков, расположенных соответственно под углами

15 ++ 5, 45 ++ 5О, 60 + 5О. Такая конструкция способствует очистке призабойной зоны скважины от частиц, выбуренной породы за 25 счет захвата и ускорения выноса частиц лопастями.

К недостаткам данного устройства относится наличие изломов в местах переходов от участка к участку, снижающих 30 степень выноса выбуренной породы и способствующих возникновению отложений частиц шлама в этих участках. Конструкция эта также способствует неравномерному износу лопастей и устройства и снижению 35 работоспособности и долговечности. Кроме того, ограниченная длина устройства способствует образованию уступов в стволе скважины, что обусловливает необходимость в применении калибраторов-стабили- 40 заторов.

Цель изобретения — повышение степени очистки забоя скважины от выбуренной породы, увеличение срока службы и эксплуатационной надежности устройства. 45

Технико-экономическая эффективность предложенного калибратора-интенсификатора определяется улучшением основных показателей процесса бурения за счет более совершенной очистки призабойной зо- 50 ны лопастями с переменным углом закручивания и увеличенной длиной калибратора-интенсификатора по сравнению с забойным шламодроблением. Совмещение же функций калибратора и интенсификато- 55 ра позволяет снизить количество рейсов бурильной колонны, износ обсадной колонны, снизить количество осложнений в скважине за счет стабилизации ее ствола и исключения перегибов.

Сущность изобретения заключается в том, что угол наклона спиралей к оси корпуса выполнен изменяющимся от 15 в нижней его части до 60 в верхней его части равномерно по их длине, а площади поперечных сечений лопастей выполнены равномерно по длине увеличивающимися снизу вверх, причем в верхней части площади поперечных сечений лопастей превышают площади поперечных сечений этих же лопастей в нижней их части в 1,45 — 1,55 раза.

На чертеже изображен общий вид предложенного калибратора-интенсификаторэ, Калибратор-интенсификатор состоит из корпуса 1, спиральных лопастей 2 — 4 армированных твердосплавным материалом 5, присоединительных резьб 6. Лопасти приварены к корпусу по спиральной линии, плавно изменяющей свой наклон относительно оси устройства от 15 до 60О. При этом сечение лопастей увеличивается снизу вверх и составляет в верхней части 1,451,55 сечения нижней.

Устройство работает следующим образом.

Калибратор-интенсификатор устанавливается непосредственно над долотоц.

При вращении бурильной колонны приводится во вращение и калибратор-интенсификатор. При этом лопасти устройства захватывают восходящий поток бурового раствора. За счет плавного изменения изгиба лопастей происходит захват чэстине с шлама и по мере увеличения угла наклона лопастей происходит плавный разгон чэСтиц с выбросом их в затрубное пространство..Увеличение выброса способствуеТ уменьшению межпластового пространства, так как в этом стесненном пространствЕ .увеличивается скорость восходящего потока, улучшающая вынос частиц шлама. Отсутствие резких перегибов лопастей создает благоприятные условия для работы калибратора-интенсификатора беэ сальников, а увеличение сечения лопастей снизу доверху, кроме улучшения выноса твердых частиц за счет увеличения их скорости сповобствует повышению долговечности работы устройства.

Формула изобретения

Калибратор-интенсификатор, включающий корпус с жестко закрепленными на его наружной поверхности калибрующими лопастями в виде спиралей, имеющих угол наклона к оси корпуса в нижней части 15О, а в верхней — 60О, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения степени очистки забоя скважины от выбуренной породы, увеличения срока службы и эксплуатационной надежности, угол наклона спиралей к оси

1694849

Составитель Н.Садыкова

Техред M.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор И.Сегляник

Заказ 4140 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 корпуса выполнен изменяющимся от 15 в нижней его части до 60 в верхней части равномерно по их длине, а площади поперечных сечений лопастей выполнены равномерно по их длине увеличивающимися снизу вверх, причем в верхней части площади поперечных сечений лопастей превышают площади поперечных сечений этих же лопастей в нижней их части в 1,455 1,55 раза,