Буровой инструмент

 

Изобретение относится к буровой технике, используемой для проводки Скважин. Цель изобретения - повышение производительности буро вого инструмента путем снижения интенсивности искривления скважины. Буровой инструмент содержит матрицы коронки с режущими элементами на боковой 4 и торцовой поверхностях . Режущие элементы, расположенные на боковой поверхности 4, размещены на площади, ограниченной дугой, немногим более 180°. Неаргументированная поверхность 8 смещена в сторону оси коронки. Поверхность 8 может быть выполнена пь радиусу окружности, центр которой смещен в сторону армированной поверхности 4. В процессе бурения отклоняющие усилия действуют периодически на инструмент, что снижает интенсивность искривления скважины. 1 з.п. ф-лы, ил„

\ г (19} (! l}

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 21 В 10/2Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ЙЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° ю

3Э

ЪФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (212 4404082/03 (22) 04.04.88 (46) .07.08.92. Бюл. М 29. (71) Специальное конструкторское бюро Всесоюзного йромышленного объединения "Союзгеотехника" (72) Б.В,Алешин, А.М.Никаноров,.

А.А.Черных, Б.С.Минкин и. Ю.Е.Будаков (56) Авторское свидетельство СССР я". 926214, кл. E 21 В 7/10, 1982.

Патент США М 2953354, кл. 175-329, опублик. 1960. (54) БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ;(57) Изобретение относится к буро", вой технике, используемой для проводки скважин. Цель изобретенияповышение пройзводительности буро2 вого инструмента путем снижения интенсивности искривления скважины., Буровой инструмент содержит матрицы коронки с режущими элементами на боковой 4 и торцовой поверхностях. Режущие элементы, расположенные на боковой поверхности 4, размещены на площади, ограничейной дугой; немногим более 180 . Heapry" ментированная поверхность 8 смещена в сторону оси коронки. Роверхность

8 может быть выполнена п6 радиусу окружности, центр которой смещен в сторону армировайной поверхности

4. В процессе бурения отклоняющие усилия действуют периодически на инструмент, что снижает интенсив" ность искривления скважины. 1 з.п. ф-лы,4 ил.

Изобретение относится к буровой технике и касается бурового инструмента, в частности решает вопрос снижения интенсивности искривления скважины при работе бурового инструмента.

Известен буровой инструмент, содержащий породораэрушающий инстру" мент, установленный над ним алмазный расширитель и центратор.

Недостатком известного снаряда является то, что в процессе бурения на его низ действует со стороны забоя опрокидывающий момент и отклоняющая сила, при этом направление их векторов в процессе бурения не меняется и связано оно с углом залегания пород, Постоянноедей" ствие указанных сил в одну сторону предопределяет отклонение скважины от проектного направления.

Наиболее близким к предлагаемому является буровой инструмент, содер". жащий коронку с режущими элементами, расположенными на "торцовой и боковой поверхностях, и стабилизатор

I установленный над коронкой.

Известный буровой инструмент имеет тот же недостаток в части появления опрокидывающего момента и отклоняющей силы, что обусловлейо конструкцией коронки, а именно ее матричной частью, армированный режущими элементами и имеющей осевую и центральную симметрию. На торец и боковую поверхность матрицы действует реакция забоя, направленная навстречу осевому усилию, причем распределение реакции по площади торца реакции забоя вызывает опрокидываю- . щий момент и отклоняющую силу. Наличие над коронкой стабилизатора в определенный момент препятствует действию указанных сил, но не может изменить направление их действия, а следовательно, и снизить до миниму- ма.

Цель изобретения " повышение производительности путем снижения интенсивности искривления скважины.

Укаэанная цель достигаетсл. тем, что в буровом инструменте, содержа щем коронку с режуц|ими элементами на торцовой и боковой поверхностях матрицы и стабилизатор, режущие Ьл@ менты, расположенные на боковой no" верхности матрицы, размещены на пло щади, ограниченной дугой немногим 1

2915 4 более 180", а неармированная боковая поверхность матрицы смещена в сторон, оси коронки.

Неармированная боковая поверх5 э ность матрицы выполнена по радиусу окружности, центр которой смещен в сторону армированной боковой поверх" . ности

На фиг. 1 показан буровой инстру" . мент, общий вид; на фиг. 2 - низ бурового инструмента; на фиг. 3 - вид

А на фиг.2 . на фиг. 4 - схема торца коронки.

Буровой инструмент содержит коронку 1 и установленные над ней ал-,. мазный расширитель 2 и стабилизатор 3, Наружный диаметр стабилизатора 3 по опорной поверхности бли20 зок диаметру скважины. Матрица коронки 1 выполнена с режущими элементами на боковой поверхности 4 и торцовой поверхности 5. В данном случае матрица имеет пилотную" часть 6

25 и расширяющуюся часть 7, выполнейную ступенчатой. Режущие элементы, рас- положенные на боковой поверхности

4, размещены на площади, ограничен- . ной дугой ю, немногим более 180

3Q оставшаяся неармированная поверх;. ность 8, ограниченная дугой /3, сме. щена в сторону оси 0 коронки 1, образуя зазор 1 со стенкой скважины.

Неармированная боковая поверхность

8 может быть выполнена по радиусу R@ центр которой смещен на величину е в сторону армированной поверхно" сти 4.

С торца матрица имеет вид двух совмещенных секторов. Больший сек-:. тор 9, ограниченный дугой М и ра:диусами ОВ и ОС, по наружной поверх ности выполнен с радиусом R, проведенным из точки О на оси- коронки, при этом Rh равен радиусу скважи- ны К . Меньший сектор 10, огра:ниченййй дугой /3, по наружной поверхности выполнен. с радиусом R,. приведенным из точки d. Через -точки

d и 0 проходит поперечная ось 11

:симметрии коронки. Центральное от": верстие коронки 1 выполнено C ра" диусом R с центром 0 на оси корон ки. При йаличии пилота 6 наружная

55:6ñêîâàÿ поверхность большего сек .тора 9 образована радиусом т, про1 веденным из точки О, а наружная 0оковая поверхность пилота сектора

10 образована радиусом гр, прове1.752915 6 роды будет противодействовать опрокидывающему моменту и отклоняющему усилию. Иа наружной боковой поверхности 8, не армированной режущими элементами и не контактирующей с по родой, отклоняющие усилия не возникаютт, Таким образом, в процессе бурения отклоняющие усилия действуют не постоянно, а периодически и изменяются от максймайькых "значений к нулевым. Это при одновременном и противодействии реакции со стороны

15 породы на стабилизатор способствует снижению интенсивности искривления.

5 денным иэ точки d. Разница радиусов R и r, R è ri определяет толщину пилота двух секторов. Для сектора 9 толщина пилота tg - постоянна, а для сектора 10 толщика пилота t а,переменна во всех радиаль ных сечениях и достигает своегоминимума на поперечной оси симмет- рии, при этом tg y t+, à ка линии совмещения двух секторов ВОС е

Такое выполнение матрицы коронки исключает касайие с породой наружно боковой поверхности 8 сектора 10 не .армированной режущими элементами.

Зазор 1, образуемый между сектором 10 и породой при R p = К„равен, смещению е, а при R > К меньше сме щения е.

На фиг.4 горизонтальной штрихов» кой обозначены поверхности, армированные режущими элементами, а вертикальной ",не.армированные режущими

;элемектами .

Буровой инструмент работает csie-

:дующим образом.

При бурении перемещающихся по твердости горных пород, залегающих под крутым углом, на армированную боковую поверхность 4 сектора и секторы 9 и 10,1 . матрицы действуют опрокидывающий момент и.отклоняющая си-,, ла, которые отклоняют инструмент от оси скважины и способствуют ее искривлению. Возникающая на поверхности стабилизатора 3 реакция со стороны поФормула изобретения

1. Буровой икструмект, содержащий коронку с режущими элементами, расположейными на торцовой и боковой поверхности, и стабилизатор, ус: тановленный над коронкой, о т л и ч а ю шийся .тем, что, с целью повышения производительности бурового инструмента -путем- снйжения " интенсивности искривления скважикы, .,режущие элементы, расположенные -на боковой поверхности матрицы, раэме"

30 щены на площади, ограниченной дугой

-немногим более 180, а неармированная боковая поверхность матрицы смещена в сторону оси коронки.

2. Инструмент йо п.1, о т л иЗ5 ч а ю щ и " с я тем, что неармиро: :ванная боковая поверхность мат-. рицы выполнена по радиусу окружно сти, центр которой смещен в сторону ,. армированной боковой поверхности.

° °

° ° °

° °

° °

4 °

° °

° °

° °

° °

4 °

° ° б

° ° °

° °

° ° ° ° 4 ° ° б ° °

° ° б °

Ф

° ° Ф

° °

° 4 °

/ ° °

4 ° °

° ° °

° °

4 ° °

° ° 4

° 4

Ф ° ° °

° 4 °

° °

4 4 °

° ° °

° ° °

° ° 1 ° ° 4

° 444

4 °

° °

Ф °

° 4 б

> °

° °

Ф

° 4

° 4 °

° 4 В ° ° а ° ° ° 4 а ° SO °

4 4

° 4 ° б

° ° °

4 °

17529) 5

° °

4 °

° °

° ° е ° °

° °

° ° б °

° 4 б °

° °

° ° °

° ° ° б °

° ° В

° °

° б

° ° б

° °

44 44

° 4 °

Ь 4 ° б

° ° б °

° ° 4 Ю

° ° бб о

4 ° ° 44

° °

° ° °

° °

Вид Ю

° °

° °

° °

° ° 4

° 4

° 4

° ° б

"б 1

° °

° ° ° 4 °

° ° °

44 ° ° °

° 4

° ° °

44 °

° ° °

° ° °

°,б °

I ° °

° °

1752915

Составитель А.Скавунов

Редактор H.ßöîëà Техред М.Моргентал,Корректор А.Козориз

° Ф ФФЮФЮФФФОФВФО ° В ° ю е меам юююеюеаееюеюме4ваЫа, Заказ 2741 . Тйраж ." Подписное э4

ИЯИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 йЮЮ ЮВВЭ ЮВМб ю юг ВВ Ф ЬМ ФВФЮВ Ф

Ю ЙВ4ЙМФЙМВ4ВЮВ Ю

Производственно-издательский комбинат: "Патент", r.Уигород, ул. Гагарина, 101