Устройство для бурения скважин

Авторы патента:

E21B10/28 - с не расходящимися относительно буровой штанги шарошечными режущими органами

Использование: породоразрушающий инструмент, используемый для бурения с одновременным расширением нефтяных и газовых скважин. Сущность: устройство имеет втулку 12, на верхнем торце которой расположен подпружиненный поводок 17, На втулке 12 жестко закреплена породоразрушающая лопасть 14, выполненная спиральной-с левым расположением витка. Опора 5 имеет паз на нижнем торце. В пазу расположен поводок 17. На противоположном торце опоры 5 расположен выступ 21. Выступ 21 контактирует с упором 22 корпуса 1, Паз и выступ 21 расположены со стороны утолщенной части опоры 5. Лопасть 14 закреплена диаметрально противоположно расположению поводка 17. Диаметр окружности , которую описывает лопасть при работе , равна диаметру пилотного долота 1. При транспортном положении шарик фиксатора 23 расположен в отверстии, которое находится на выступе 21. При работе увеличивается долговечность устройства за счет более прочного корпуса 3. 7 ил. & ЗП ел

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s )s Е 21 В 10/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4938202/03 (22) 22,05.91 (46) 15,04.93, Бюл, N 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт геологических, геофизических и геохимических информационных систем (72) М,И.Ворожбитов, 0.10.Бергштейн и

Д.И,Индрупский (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 481690, кл. Е 21 В 10/28, 1975, (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Использование: породоразрушающий инструмент, используемый для бурения с одновременным расширением нефтяных и газовых скважин, Сущность: устройство имеет втулку 12, на верхнем торце которой

„„5U „„1868972 А1 расположен подпружиненный поводок 17.

На втулке 12 жестко закреплена породоразрушающая лопасть 14, выполненная спиральной с левым расположением витка.

Опора 5 имеет паз на нижнем торце. В пазу расположен поводок 17. На противоположном торце опоры 5 расположен выступ 21, Выступ 21 контактирует с упором 22 корпуса

1, Паз и выступ 21 расположены со стороны утолщенной части опоры 5. Лопасть 14 закреплена диаметрально противоположно расположению поводка 17. Диаметр окружности, которую описывает лопасть при работе, равна диаметру пилотного долота 1.

При транспортном положении шарик фиксатора 23 расположен в отверстии, которое находится на выступе 21, При работе увеличивается долговечность устройства за счет более прочного корпуса 3. 7 ил.

1808972

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам, применяемым для бурения с одновременным расширением ствола скважины и образованием наружноступенчатого забоя.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет упрощения механизма перевода шарашки расширителя из транспортного положения в рабочее и обратно.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для бурения скважины; на фиг.2вЂ” сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вЂ” сечение

Б-Б на фиг.1; на фиг,4 вЂ” общий вид устройства в транспортном поло>кении; на фиг, 5сечение В-В на фиг. 4; на фиг,6 вЂ” сечение Г-Г на фиг, 4; на фиг. 7 вЂ” сечение Д-Д на фиг, 4.

Устройство для бурения скважины состоит из пилотного долота 1, соединенного с ним переводника 2 и корпуса 3, на наклонной пустотелой цапфе 4 которого смонтирована эксцентричная опора 5 с шарошкой 6, Шарошка смонтирована на опоре с помощью радиальных подшипников сколь>кения 7 с антифрикционным покрытием, замкового шарикового подшипника качения 8 и упорного подшипника сколь>кения 9, Наружная поверхность шарошки армиронана износостойкими металлокерамическими штырями 10. Опора 5 имеет возможность поворота на цапфе 4 и удерживается от осевого смещения кольцом 11.

На наружной поверхности переводника

2 размещена с возможностью поворота втулка 12, зафиксированная в осевом направлении пружинным кольцом 13. Наружная поверхность втулки 12 представлена спиральными ребрами 14 левого захода, армированными износостойкими штырями, В нижней части втулки имеется кулачковый выступ 15, а на переводнике соответственно упор 16, В верхней части втулки продольно размещен в цилиндрическом гнезде поводок 17, спертый на пружину 18 и зафиксированный от проворота винтом 19.

Поводок своей головкой входит в прорезь 20, выполненную в нижней части опоры 5 в ее утолщенной части, а верхняя часть опоры имеет торцовый выступ 21. На карпусе имеется упор 22, а также шариковый подпружиненный фиксатор 23. Внутри корпуса и переводника расположен канал 24 для прохода промывочной жидкости.

В верхней части корпуса выполнена присоединительная резьба 25.

Устройство для бурения скважины работает следующим образом.

Верхней резьбой 25 устройство присоединяется либо к валу забойного двигателя, либо к колонне бурильных труб в зависимости от применяемого вращательного способа работы.

Диаметр транспортного поло>кения устройства определяется диаметральным габаритом корпуса 3, н который должны вписываться нсе нижерасположенные элементы, Диаметральный габарит устройства выбирается при условии свободного прохождения внутри обсадной колонны. Во время спуска в осадной колонне опора 5 с шарошкой 6 зафиксирована в транспортном положении фиксатором 23. При выходе иэ обсадной колонны и при дви>кении н необсаженном расширенном за пределы диаметра обсадной колонны стволе скважины возможен контакт стенки скважины со спи20 ральными ребрами 14 втулки 12, размещенной на переводнике 2. Ввиду того, что практически все так называемые "нертикальные" скважины имеют угол наклона, этот контакт будет стабилен, Благодаря взаимодействию пород, слагающих стенки скважины, со спиральными ребрами втулки, при поступательном движении устройства произойдет поворот втулки 12 на переходнике 2 до соприкосновения выступа 15 н

30 упор 16. Одновременно с поворотом втулки посредством поводка 17 будет осуществлен поворот опоры 5 со смонтированной на ней шарашкой 6. Если при развороте шарашки произойдет отрыв втулки и муфты корпуса

35 от стенки скважины, то это будет соответствовать неустойчивому положению устройства. При большой протяженности необсаженного ствола cKBB>KMHbl устройство примет устойчивое положение, когда об40 раэующая наружного диаметра втулки и расположенная на одной линии с ней образующая наружного диаметра корпуса будут скользить по лежачей стенке скважины, а обратный калибрующий конус развернутой шарашки будет находиться с противоположной стороны. Таким образом, к забою скважины устройство подойдет уже в рабочем (развернутом) положении шарашки 6, При движении долота 1 и втулки l2, на50 ружный диаметр которой по ребрам выполнен в размер долота, н пилотном стволе с одновременным правым вращением благодаря левой спирали ребер будет обеспечен окончательный разворот опоры с шарошкой

5.> до замыкания выступа 21 опоры с упором 22 корпуса, через который будет передаваться крутящий момент бурения опоре 5 с вращающейся на ней шарашкой 6 с породоразрушающими элементами 10, 1000972

Армированная втулка 12, кроме выпо>лнения роли привода разворота опоры с. шарош кой до диаметра расширения скважины, будет осуществлять калибрование пилотного ствола скважины, одновременно центрируя шарашку расширителя. В целях разгрузки связующего звена вЂ” поводка 17, крутящий момент на втулку 12 будет передаваться переводником 2 посредством упора 16, взаимодействующим с кулачковым выступом 15 втулки. Расположение упора 16, переводника 2 и упора 22 корпуса

3 согласовано. Бурение устройством осуществляется обычным порядком,с прокачкой промывочной жидкости через внутренний канал 24, При работе устройства по расширению ствола скважины радиальные нагрузки от шарошки 6 передаются опоре 5 через подшипники скольжения 7, а осевые вЂ” через упорный подшипник 9, частично через шарик 8. После завершения бурения производят подьем устройства. Разворот шарошки

6 с опорой 5 произойдет в результате поворота втулки 12 пугем взаимодействия спиральных ребер 13 левого наклона с необсаженной стенкой ствола скважины.

Сложенное положение опоры 5 будет заперто фиксатором 22.

В случае незанятия устройством транспортного положения, что обнару>кивается при входе его в башмак обсадной колонны, производят вращение инструмента против часовой стрелки при упоре шарашки с опорой в торцевую часть башмака, на которой имеются специальные вырезы для завода шарошки, в результате чего устройство окончательно займет транспортное положение для дальнейшего извлечения.

Использование предло>кенного устройства для бурения скважины позволит за счет упрощения механизма разворота шарашки расширителя в рабочее и транспортное положение повысить надежность в работе, что особенно важно при бурении глубоких и сверхглубоких скважин, Устройство позволит осуществлять бурение из-под башмака обсадной колонны

5 диаметром, превышающим диаметр обсадных труб с целью последующего ее спуска па большую глубину. Изобретение позволит поднять ресурс устройства для бурения скважины в работе на 15-20 .

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин, содержащее пилотное долото, последовательно связанные с ним переводник и корпус с

15 пустотелой наклонной цапфой, установленную на цапфе подвижную опору и размещенную на опоре посредством подшипников шарошку расширителя с об20 ратным калибрующим конусом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства за счет упрощения механизма перевода шарошки из транспортного положения в рабочее и об25 ратно, оно снабжено закрепленной на переводнике с возможностью вращения втулкой с продольным поводком в верхней части и продольными армированными ребрами с левой спиралью на наружной поверхности, 30 подви>кная опора установлена с возможноСтью поворота и выполнена эксцентричной в утолщенной части с верхним торцовым выступом и нижним торцовым выступом с радиальной прорезью, в которой размещен

35 поводок втулки, а корпус выполнен с упором, расположенным с возможностью взаимодействия с верхним торцовым BblcTgjfloM опоры, причем наружный диаметр втулки равен диаметру пилотного долота, а образующая наружной поверхности втулки распо40 ложена на одной линии с образующей наружной поверхности корпуса со стороны, противоположной обратному калибрующему конусу шарошки. у-Х!

808972

1808972

Составитель Д.Индрупский

Техред М.Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор

Производственно-издат льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1263 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Похожие патенты:

Шарошечный расширитель // 1808971

Шарошечный расширитель-стабилизатор // 1652501

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить эффективность работы шарошечного расширителя-стабилизатора за счет снижения моментоемкости

Шарошечный калибратор // 1633080

Изобретение относится к горной промышленности и м.б

Шарошечный калибратор // 1441053

Изобретение относится к бурению скважин

Калибратор-виброгаситель // 1078019

Калибратор-виброгаситель // 1062368

Расширитель // 564404

Опора шарошек расширителя // 435344

Устройство для бурения скважин // 390262

Устройство для расширения скважин // 343024

Шарошечный расширитель // 2112858

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к расширителям шарошечного типа

Буровой рабочий орган // 2243345

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям устройств для образования скважин большого диаметра пучком пневмоударников

Многошарошечный бур // 2247822

Изобретение относится к горной и строительной промышленности, а именно к устройствам для бурения скважин большого диаметра

Эксцентричный стабилизатор // 2029047

Способ адаптивного регулирования условий бурения скважин и долото для его реализации // 2499887

Группа изобретений относится к способам адаптивного регулирования условий бурения скважин и к долотам для их реализации. Обеспечивает создание адаптивных условий бурения путем жесткого согласования условий разрушения горной породы забоя, условий очистки забоя от разрушенной породы и условий геологических, определяемых твердостью горной породы. Способ адаптивного регулирования условий бурения скважин основан на регулировании скорости углубки скважины путем изменения осевой нагрузки на буровой инструмент, частоты его вращения и расхода промывочной жидкости в отдельности или в их сочетании, причем указанные параметры жестко согласуют с геологическими условиями забоя, определяемые твердостью горной породы по заданному алгоритму. Долото для бурения скважин содержит корпус, прикрепленный к корпусу вал с пилот долотом и центральным промывочным каналом, промывочный узел в виде радиальных каналов и насадок, причем в верхней части вала напротив зубков шарошек, находящихся в верхнем, относительно контактируемых с забоем зубков, положении, установлены дополнительные насадки для промывки межзубковых промежутков, забитых шламом.

Разборный шарошечный буровой инструмент // 2548274

Изобретение может быть использовано в горном деле для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя. Технический результат заключается в увеличении прочности и долговечности съемных шарошек и их опор путем вынесения узла фиксации шарошек в наименее нагруженную зону. Разборный шарошечный буровой инструмент содержит корпус, к которому разъемно крепятся лапы со съемными шарошками на сменных подшипниках, способных совместно воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку застопоренными узлами фиксации. Корпус удлинен в сторону забоя и для формирования опережающей скважины меньшего диаметра снабжен на конце породоразрушающими элементами или устройством для их присоединения. Узел фиксации каждой шарошки расположен со стороны вершины ее конуса и выполнен в виде упора на удлиненном в сторону забоя корпусе, при этом упор опирается на внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать осевую нагрузку, направленную от вершины шарошек. 1 ил.

Разборное буровое долото // 2549336

Изобретение относится к горному делу для бурения или расширения скважин. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. Разборное буровое долото содержит корпус-муфту, ввинченный в него по направлению вращения при бурении переводник с центральным воздушным каналом и соединительным ниппелем для буровой штанги, лапы, имеющие с одной стороны хвостовики, а с другой - шарошки, центральный воздушный канал в корпусе-муфте, плавающий распорный конус, контактирующий с торцом переводника и внутренней конической поверхностью хвостовиков, наружная поверхность которых уперта при помощи кольцевой выточки в ответные поверхности корпуса-муфты, сопряжение которого с лапами происходит также по поверхностям, способным воспринимать крутящий момент. Корпус-муфта содержит соединенные верхнюю с кольцевой выточкой и нижнюю части, образуя внутреннюю полость, с выходными воздушными каналами, поверхности, способные воспринимать крутящий момент, образованы на нижней части корпуса-муфты проемами во внутреннюю полость, в проемы установлены лапы, одна из сторон каждого проема является для лапы опорным буртом на верхней части корпуса-муфты, нижняя часть корпуса-муфты по направлению бурения снабжена снаружи выемками для размещения шарошек и крайняя его часть снабжена устройством для закрепления опережающего бурового инструмента, либо на ней установлены опережающие породоразрушающие органы. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Буровой шарошечный расширитель со сменными секциями // 2578229

Изобретение относится к буровой технике для бурения и расширения скважин различного назначения в разных по крепости горных породах. Технический результат заключается в повышении надежности, технологичности и точности установки сменных шарошечных секций расширителя. Буровой шарошечный расширитель со сменными шарошечными секциями содержит вал с элементами присоединения и корпус, в котором своими хвостовиками устанавливаются шарошечные секции, причем гнезда для установки сменных шарошечных секций изготовлены в виде полукруглых отверстий, а хвостовики секций выполнены в форме вала полукруглого сечения. Между поверхностями полукруглого сечения гнезда корпуса и хвостовика секции применены две переходные втулки, одна из которых приварена к гнезду корпуса, а другая - к хвостовику секции, при этом в осевом направлении секции фиксируются винтовым соединением. 2 ил.

Шарошечный буровой инструмент // 2592911

Изобретение относится к шарошечным буровым инструментам для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя либо для расширения ранее пробуренной скважины. Технический результат заключается в увеличении прочности цапф шарошек, увеличении долговечности подшипников и уменьшении трудоемкости изготовления шарошечного бурового инструмента. Шарошечный буровой инструмент содержит корпус, к которому присоединены опережающие породоразрушающие элементы или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра и/или буровой штанги, а также прикреплены лапы с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка на расположенных в ее сквозном осевом отверстии подшипниках, способных воспринимать радиальную и разнонаправленную осевую нагрузку, при этом внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать от шарошки обратную осевую нагрузку, уперто в корпус. Каждый из подшипников является радиально-упорным. Внутреннее кольцо подшипника, способного воспринимать от шарошки обратную осевую нагрузку, установлено на цапфе с возможностью осевого перемещения и уперто в корпус посредством одной или нескольких тарельчатых пружин. Имеется два подшипника, способных воспринимать от шарошки прямую осевую нагрузку, внутреннее кольцо одного из них, ближнего к вершине шарошки, установлено на цапфе с возможностью осевого перемещения и уперто в бурт цапфы через одну или несколько тарельчатых пружин. Цапфа со стороны, противоположной лапе, установлена в отверстие корпуса таким образом, что образован предварительный осевой натяг в радиально-упорных подшипниках в результате сжатия тарельчатых пружин. 2 ил.

Шарошечный расширитель // 2600225

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к расширителям шарошечного типа. Технический результат заключается в повышении проходки и скорости бурения за счет более качественной очистки забоя от разрушенной породы. Шарошечный расширитель содержит корпус с осевым каналом, на концевых участках которого выполнены резьбы для соединения с бурильной колонной и пилотным наконечником, лапы с зубчатыми шарошками с периферийными и центральными венцами, жестко закрепленные на корпусе, и расположенные в межшарошечном проеме патрубки с гидромониторными насадками. Все шарошки расширителя выполнены с косозубым вооружением и имеют форму, обеспечивающую режим работы зубьев со скольжением, при этом зубья периферийных венцов имеют правое направление подъема образующей винтовой линии площадок притупления при бурении по часовой стрелке, и левое при бурении против часовой стрелки, а зубья остальных венцов наклонены в противоположную сторону. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.