Расширитель режущего типа

 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровому инструменту, и может быть использовано для бурения горизонтальных скважин большого диаметра с целью прокладывания магистральных коммуникаций под естественными преградами и инженерными сооружениями. Расширитель состоит из выполненного в виде толстостенной трубы корпуса, закрепленного на нем диска с установленными по окружности вилками, в которых размещены оси с шарошками, оснащенные резцами, и центратора с ребрами, выполненного в виде трубы и фланца с направляющими косынками. Ширина вилок в плоскости оси расширителя меньше диаметра шарошек. В диске и фланце центратора установлены гидромониторные насадки, а в корпусе выполнены промывочные каналы. Изобретение обеспечивает повышение эффективности расширения ствола скважины за счет возможности проработки его в обратном направлении, ликвидации желобов и локальных искривлений, а также повышение износостойкости устройства. 2 ил.

Расширитель режущего типа относится к буровой технике, а именно к буровому инструменту, и может быть использован для бурения горизонтальных скважин специального назначения большого диаметра с целью прокладывания магистральных коммуникаций под естественными преградами и инженерными сооружениями, а также для бурения вертикальных скважин.

Известен расширитель для расширения скважин, включающий корпус с узлами расширения, выполненными в виде шарошки, смонтированной на опорном валу, закрепленном в корпусе расширителя. (Бергштейн О.Ю., Великосельский М.А. и Вугин Р. Б. Совершенствование методов и средств отбора керна в глубоком бурении. - М. : Недра, 1977, с. 157). Существенным недостатком является нарушение обсадной колонны, внутрь которой спускают расширитель с шарошками, а также износ самих шарошек при спуске.

Ближайшим техническим решением, выбранным авторами за прототип, является расширитель режущего типа, состоящий из выполненного в виде толстостенной трубы корпуса, закрепленного на нем диска, на котором по окружности установлены вилки с размещенными в них осями с шарошками, оснащенными резцами, и центратора с ребрами (Научно-технический и производственный ж. "Нефтяное хозяйство". - М.: Топливо и энергетика, 1993, N 1, с. 4-5).

Недостаток известного расширителя заключается в том, что отсутствует возможность проработки и расширения ствола скважины в обратном направлении, кроме того, при работе устройства происходит износ его передней части и потеря диаметра.

Задачей изобретения является повышение эффективности расширения ствола скважины за счет возможности проработки его в обратном направлении, ликвидации желобов и локальных искривлений, а также повышение износостойкости устройства.

Поставленная задача решается за счет того, что в расширителе режущего типа, состоящем из выполненного в виде толстостенной трубы корпуса, закрепленного на нем диска, на котором по окружности установлены вилки с размещенными в них осями с шарошками, оснащенными резцами, и центратора с ребрами, ширина вилок в плоскости оси расширителя меньше диаметра шарошек, а центратор выполнен в виде трубы и фланца с размещенными на нем направляющими косынками, причем в диске и фланце центратора установлены гидромониторные насадки, а в корпусе выполнены промывочные каналы для сообщения его полости с полостью центратора.

Сущность изобретения заключается в следующем. Благодаря выполнению ширины вилок в плоскости оси расширителя меньше диаметра шарошек возможно осуществлять проработку ствола в обратном направлении и одновременно ликвидировать желоба и локальные искривления, при этом потоком промывочной жидкости, прокачиваемой через гидромониторные насадки, обеспечивается равномерный вынос породы, кроме того, промывочная жидкость, проходящая через гидромониторные насадки, установленные в диске и фланце центратора и защищенные от повреждения размещенными на фланце косынками, уменьшает износ центратора.

Заявляемое устройство поясняется чертежом.

На фиг. 1 изображен общий вид предложенного расширителя; на фиг. 2 - сечение по А-А расширителя.

Расширитель режущего типа состоит из корпуса, шарошек и центратора. Корпус включает толстостенную трубу 1 и диск с вилками 2 и косынками 3. На установленных в вилках осях 4 размещены шарошки 5, оснащенные резцами. Непосредственно к диску с вилками 2 присоединен центратор, включающий трубу 6, фланец 7 и направляющие косынки 8. На наружной поверхности трубы 6 центратора установлены спиральные ребра 9. Толстостенная труба 1 корпуса по обоим концам имеет присоединительные резьбы 10 и каналы 11 для сообщения с внутренней полостью 12 трубы 6 центратора. Для прохождения промывочной жидкости в диске выполнены каналы 13, в диске и фланце установлены гидромониторные насадки 14.

Расширитель режущего типа работает следующим образом. В пробуренный по дуге с заданной траекторией и выходом на дневную поверхность пилотный ствол специальной скважины спускают расширитель режущего типа, соединенный посредством присоединительных резьб 10 с буровыми штангами, передающих крутящий момент с одной стороны и осевую нагрузку с другой стороны. Подаваемая насосами жидкость, проходящая через буровые штанги, каналы 13, каналы 11, гидромониторные насадки 14 расширителя режущего типа, обеспечивает очистку от выбуренного шлама шарошек 4, предотвращая образование сальников на центраторе и направляющих косынках 7, предназначенных для защиты насадок от повреждения и увеличения прочности центратора. Шарошки 5, имея диаметр, больший, чем ширина вилок диска 2, обеспечивают разрушение забоя скважины при движении расширителя режущего типа вперед, а при движении расширителя в обратном направлении обеспечивается проработка ствола скважины по периферийной зоне шарошками 5, а в центральной - косынками 3, при этом одновременно разрушаются желоба и уменьшаются локальные искривления ствола скважины.

По предлагаемому техническому решению разработан и испытан технологический размерный ряд расширителей режущего типа, позволяющий расширять ствол специальной скважины диаметром от 300 мм до 1400 мм.

Расширитель режущего типа позволяет осуществлять эффективное расширение пилотного ствола специальной скважины в прямом и обратном направлении с ликвидацией желобов и локальных искривлений ствола, что позволяет значительно сократить время и уменьшить финансовые затраты на строительство скважины.

Формула изобретения

Расширитель режущего типа, состоящий из выполненного в виде толстостенной трубы корпуса, закрепленного на нем диска, на котором по окружности установлены вилки с размещенными в них осями с шарошками, оснащенными резцами, и центратора с ребрами, отличающийся тем, что ширина вилок в плоскости оси расширителя меньше диаметра шарошек, а центратор выполнен в виде трубы и фланца с размещенными на нем направляющими косынками, причем в диске и фланце центратора установлены гидромониторные насадки, а в корпусе выполнены промывочные каналы для сообщения его полости с полостью центратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2