Устройство для бурения скважин

 

ду RU (11> 2Я 12Д1 Я1 (5Ц 2 18

Комитет Российской Федерации по патентам и теварнт.тм знакам

Е. ;,"- . (ъ,(i)l) . ;1 . 4TN» Ц ",)QfcQg Б 1ОТЕК

К ПАТЕНТУ

s —.й (г1) 504377г/03 (22) 20.04.92 (46) 15.1093 Ьол. Ne 37-38 (75) Чернобыпьоэй АГ„Паневник АВ„Сабан Т.И. (73) Чернобыльский Анатолий Григорьевич (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 6УРЕНИЯ СКВАЖИН (67) Истюльзование: в горном депе при бурении скважин Сущность изобретения: устройство дпя бурения скважин включает буровое долото с промывочным каналом, наддолотный попый переводник с радиальными каналами и с размещенным в его полости насосом для принудительного подъема и выноса ыюама и соосно установленный в полости переводника патрубок Дпя повышения эффективности лромьани забоя устройство снабжено шаровым вибратором, размещенным в нижней части патрубщ а промывочный канал Образован патрубком, полость которого сообщена с промывочным каналом бурового долота и каналом дпя подвода промывочной жидкости Шламовые каналы выполнены в нижней части переводнищ стенки которого и патрубок обрл у от ксиълоачиз мям ру дпя приема шлама, и в патрубке выполнены радиальные отверстия Насос дпя принудительного под7ема и выноса шлама выполнен струного тила из размещенного в средней части полости переводника сопла, полость которого сообщена,с радиальными каналами патрубка, из размещенной над сомом камеры смешения и из диффузора, полость которого сообщена с камерой смешения и посредством радиальных каналов переводника — с затрубным пространством при этом камера смешения и камера приема шлама сообщен между собой 1 ил.

2001231

10

25

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано в компоновках .<иза бурильной колонны, повышающих эффективность бурения, Известен целый ряд устрсйств, вкл>очающих в свою компоновку струйные насосы, позволяющие за счет совершенствования промывки улучшать эффективность бурения, Недостатком таких устройств является последовательное включение струйного насоса в циокуляционну>о систему скважины. ..3 . увели

;,"ет ухудшает показател«проводки сква«>н.

Особенности разрушения забоя <л выноc3 . .>лама в процессе бурения rnocyr приве<:т« к образованию наддолотнь.х сальников и возникновению аварийных ситуаций.

Известно также устройство, содержащее буровое долото с промывочным каналом, наддолотный полый переBoдник с радиальнь>ми каналами и с размещенным в ..: o полости насосом для принуд«тельного подъема и выноса шлама и соосно установленный а полости переводника патрубок. В

« -. Остве принуд«тельnoro мехлниэ<ла для

< < l

Использование н механизм", для принуд«1ельного подъема L1 Bb!носа в<лама вихре вого насоса может окаэагься >«.Достаточно зффективнь<м ввиду сильно« Зависимо«; <:, рабочих характеристик насоса О< частоты вращения рабочего органа, которая в конс>рукции прототипа равна частоте вращения бурильной колонны, Вихревые насосы являются быстроходными машинами и частота их вращения обычно на порядок превышает частоту вращения бурильной колонны в скважине при роторном способе бурения.

Данное обстоятельствс делает «спольэование вихревого насоса в Iÿ<åcTBB механизма для принудительного подъема шлама и металла малоэффективным, особенно в тех случаях, когда конструкция скваж«ны или характеристика породы препятствуют высокооборотному бурению. При недостаточной частоте вращения бурильной колонны промывочная жидкость вместо создания разрежения в рабочей полости насоса может нагнетаться в наддолотную область по шламовому патрубку, препятствуя выносу шлама и ухудшая условия работы долота.

Кроме того, известно, что вихревые насосы обычно применяют пр« необходимост« создания большого напора при малой подаче — до 12 л/с. Поскольку при работе бурового насоса подача промывочной жидкости обычно составляет 20-25 л/с, использование вихревого насоса приводит к тому, что не весь поток, поступающий с забоя, засасывается по шламовому патрубку, что снижает эффективность удаления шлама.

Металлический скрап, образующийся в процессе эксплуатации породоразрушающего инструмента, после прохождения проточной части вихревого насоса попадает в загрубное пространство, после чего возможно его обратное движение к забою и повторный контакт с зубьями шарошек, что отрицательно сказывается на работе долота. Конструкция прототипа предполагает доработку существу>ощего породоразрушаю< >его и«сгрумента для раэмеще>;ия в наддоло>ной области канала шламового патрубка, что делает невозможным непосnenc

Использован«е бурового долота с

ВСТРОЕННЫМ B НаДДОЛОт«Ый ПЕРЕВОДНИК Наосом не препятствует образованию наддолотного сальника, Цель изобретения — повышение эффективности бурения за счет улучшения качества очистки забоя от выбуренной породы и мегаллическогo cêðàïà, сочетания статической нагрузки i

Цель достигается lorn, что устройство снабж<.но шаровым вибратором, размещенным B > «жней части патрубка, а промывоч«ый канал Образован патрубком, голость ко1орш О сообщена с промывочным каналом бурового долота и каналом для подвода промыво«Hой жидкости, шламов«е каналы выполнены в нижней части переводника, стенки которого и патрубок образуют кольцеву<о камеру для приема шлама, и в патрубке выполнены радиальные отверстия, причем насосдля принудительного подъема и вы<;оса шлама выполнен струйного типа

«з размещенного в средней части переводника сопла, полость которого сообщена с радиальными канала!1« патрубка, и3 рà3мещеннои над соплом камеры смешения и иэ диффузора, полость которого сообщена с камерой смешения и посредством радиальных каналов переводнука — с затрубным пространством, при этом камера смешения и камера приема шлама сообщены между собой.

Наличие в компоновке устройства шарового вибратора позволяет повысить эффективность разрушения породы эа счет сочетания статической нагрузки на забой скважины с динамическим импульсом, что особенно важно при бурении наклонных и

2001231 зом.

40 образуют кольцевую камеру для приема шлама, и в патрубке выполнены радиальные отверстия, причем насос для принуди45 тельного подъема и выноса шлама выполнен струйного типа из размещенного в средней части полости переводника сопла, полость которого сообщена с ради50 альными каналами патрубка, из размещен0 ной над соплом камеры смешения и из диффузора, полость которого сообщена с камерой смешен1я и посредством радиальных каналов переводника — с затрубным пространством, при этом камера смешения и камера приема шлама сообщены между собой. сильно искривленныx скважин, ко да величина осевой нагрузки становится недостаточной (из за сил трения бурильной колонны о стенки скважины) для эффективного разрушения забоя, Пульсирующая промывка скважины. создаваемая работой вибратора, позволяет повысить эффективность бурения за счет более качественной очистки забоя и лучшей транспортной способности пульсирующего потока.

На чертеже изображено устройство для бурения скважин.

Устройство состоит из наддолотного переводника 1, в котором расположены пэтрубок 2, сопло 3 струйного насоса, камера смешения и диффузор 4 струйного насоса, шаровый вибратор 5 и шламометаллоуловитель 6. Устройство соединяется с колонной бурильных труб с помощью переводника 7 и образует со стенками скважины 8 кольцевой зазор 9. Внутренняя полость устройства сообщается с кольцевым зазором 9 через радиальные каналы 10. Снизу к устройству привинчивается долото 11. Рабочая полость шлэмометаллоуловителя связывается с наддолотной областью посредством шламовых каналов 12. В приемную камеру 13 струйного насоса жидкость поступает через каналы

14. Под деиствием потока жидкости шар вибратора 5 совершает продольные и поперечные колебания. Шламометэллоуловитель 6 содержит устройства (механического, гидравлического и магнитного типов), улавливающие частицы выбуренной породы и металла. Устройство опускается в скважину на колонне бурильных труб 15, Устройство работает следующим обраФормула изобретения устгойство для ьуркния сквяжИН, включающее буровое долото с промывочным каналом, наддолотный полый переводник с радиальными каналами и с размещенным в его полости насосом для принудительного подъема и выноса шлама и соосно установленный в полости переводникэ патрубок, отличающееся тем, что устройство снабжено шаровым вибратором, размещенным в нижней части патрубка, а промывочный канал образован патрубком, полость которого сообщена с промывочным каналом бурового долота и каналом для подвода промывочной жидкости, шламовые каналы выполнены в нижней части переводника, стенки которого и патрубок

Двигаясь в патрубке. поток промывочной жидкости разделяется Oríîâíÿÿ часть потока продолжает двигаться по nÿòðóáêó 2, проходит вибратор 5 и долото 11. В наддолотной области происходит вторичное разделение центрального потока. Часть центрального потока поступает в кольцевое пространство скважины 9 и выносится на поверхность. Оставшаяся прок;; „;эз жидкость через шламовые каначы 12 попада<: в рабочую полость шламометаллоуловителя 6 и далее через канал 14 — в приемную камеру 13 струйного насоса. Движение жидкости в дополнитсльном контуре циркуляции обусловлено разрежением, создаваемым в приемной камере 1"., и наддолотной области при работе струйного насоса. В шламометаллоуловителе 6 происходит очистка промывочной жидкости от крупных частиц шлама и металлического скрэпа.

После разделения потока промывочной жидкости в патрубке 2 меньшая его часть через радиальный канал 16 поступает на рабочее сопло 3 струйного насоса и далее через камеру смешения и диффузор 4 и радиальные каналы 10 выходит в кольцевое пространство 9 г. важины.

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства достигается за счет увеличения механическои скорости бурения и увеличения долговечности породоразрушающего инструмента, (56) Авторское свидетельство СССР

N 630394, кл. Е 21 B 10/18, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N. 994672, кл. Е 21 В 10/18, 1981.

2001251

Составитель А Чер щбыльский

Техред М.Моргентал Корректор; А.Обручар редактор Л. Волкова

Заказ 3118

Тир ж Подоиеное

НПО "ПеиРк" РЕЕютентЕ

113036, Мщу, Ж45, Рдушскрв наб,, 4/5

Прриэводственно-иадательакий юмбюнат "патент", r. Ущщрод, ул,Гагарина, 101