Устройство для бурения скважин

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для расширения ствола скважин, и может быть использовано для бурения, ремонта скважин на воду, нефть и газ. Обеспечивает упрощение конструкции, повышение эффективности и стабильности работы. Сущность: устройство включает колонну бурильных труб с центратором, установленным на колонне бурильных труб над расширителем, забурник с корпусом и промывочным каналом. Центратор установлен на расстоянии, большем длины полуволны изгиба колонны бурильных труб в процессе бурения. Он выполнен в виде шарнирных, подпружиненных лопастей, диаметр центрации которых в транспортном положении соответствует диаметру скважины, а в рабочем - диаметру расширенной части ствола скважины. Расширитель выполнен с эксцентрично расположенными породоразрушающими лопастями. Корпус забурника выполнен в виде ограничительной ступени и снабжен стабилизирующими элементами, закрепленными к корпусу со стороны эксцентрично размещенных породоразрушающих лопастей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для расширения ствола скважин и может быть использовано для бурения и ремонта скважин на воду, нефть и газ.

Известно устройство для расширения ствола скважин [1], содержащее эксцентрично размещенную породоразрушающую и опорную лопасти и ограничительную ступень.

Недостатком известного устройства является не обеспеченность центрации устройства относительно расширенной части ствола скважины.

Известен также буровой инструмент [2], включающий расширитель с породоразрушающими лопастями и забурником, колонну бурильных труб с центратором.

Известный буровой инструмент обеспечивает центрацию инструмента относительно расширенной части ствола скважины.

Однако механизм управления центратором установлен на поверхности скважины и связан с центратором посредством напорного шланга, что осложняет использование известного инструмента для бурения и ремонта глубоких скважин.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является устройство для бурения скважин, включающее колонну бурильных труб с центратором, расширитель, забурник с корпусом и промывочным каналом, при этом центратор установлен на колонне бурильных труб над расширителем [3].

Недостатком известного устройства является отсутствие надежной центрации в процессе расширения ствола скважины.

Целью настоящего изобретения является создание устройства для бурения скважины, которое при более простой конструкции обеспечивает эффективную и стабильную работу с использованием свойства колонны бурильных труб к изгибу в процессе бурения.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для бурения скважин, включающем колонну бурильных труб с центратором, установленном на колонне бурильных труб над расширителем, забурник с корпусом и промывочным каналом, центратор установлен на расстоянии, большим длины полуволны изгиба колонны бурильных труб в процессе бурения, и выполнен в виде шарнирных, подпружиненных лопастей, диаметр центрации которых в транспортном положении соответствует диаметру скважины, а в рабочем - диаметру расширенной части ствола скважины, при этом расширитель выполнен с эксцентрично расположенными породоразрушающими лопастями, а корпус забурника выполнен в виде ограничительной ступени и снабжен стабилизирующими элементами, закрепленными к корпусу со стороны эксцентрично размещенных породоразрушающих лопастей.

Кроме того, центратор выполнен в качестве калибратора и снабжен калибрующими элементами, закрепленными к шарнирным, подпружиненным лопастям центратора.

Сущность изобретения пояснена чертежом.

Устройство для бурения скважин включает колонну бурильных труб 1 с центратором 2, расширитель 3 с забурником 4 и корпусом забурника 5. Центратор установлен на колонне бурильных труб в процессе бурения, которое определяют расчетным путем. Центратор 2 выполнен в виде шарнирных подпружиненных лопастей 6, снабженных калибрующими элементами 7. Расширитель 3 выполнен с эксцентрично расположенными породоразрушающими лопастями 8.

Корпус 5 забурника 4 снабжен стабилизирующими элементами 9 и служит в качестве ограничительной ступени.

На корпусе 5 диаметрально противоположно ограничительной ступени расположен промывочный канал 10.

В транспортном положении центратор 2 зафиксирован посредством каната 11.

Работа устройства заключается в следующем.

Устройство спускают в скважину, ствол которой подлежит расширению, до достижения расширителем 2 зоны расширения, включают вращение на повышенных оборотах без подачи устройства на забой и подачу промывочной жидкости.

При этом в стволе скважины образуется кольцевая выработка за счет гибкости колонны бурильных труб и эксцентричного расположения породоразрушающих лопастей.

Дальнейшее вращение устройства осуществляется с подачей на кольцевой забой при средних оборотах.

Во время бурения на ход расширителя 3, равный длине полуволны изгиба колонны бурильных труб, центратор 2 с шарнирными, подпружиненными лопастями в транспортном положении и ограничительная ступень корпуса 5 забурника 4 будут центрировать устройство относительно диаметра скважины, подлежащей расширению.

В процессе бурения в результате трения о стенки скважины канат 10 подвергнется обрыву и по достижению центратором 2 расширенной части ствола скважины произойдет переключение шарнирных подпружиненных лопастей 6 в рабочее положение и дальнейшее бурение с расширением ствола скважины будет продолжаться с одновременной центрацией устройства относительно расширенного ствола скважины и калибровкой диаметра расширенного ствола скважины. После окончания процесса расширения и окончательной промывки скважины устройство извлекают из скважины, при этом при достижении шарнирных подпружиненных лопастей узкой части ствола скважины они переводятся в транспортное положение.

Источники информации

1. Патент РФ №2179618, кл. Е 21 В 7/28, 20.02.2002.

2. Авторское свидетельство СССР №1250640, кл. Е 21 В 7/28, 15.08.86.

3. Калинин А.Г. и др. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. Москва, Недра, 1997, с.237, рис. 6.15.

1. Устройство для бурения скважин, включающее колонну бурильных труб с центратором, установленным на колонне бурильных труб над расширителем, забурник с корпусом и промывочным каналом, отличающееся тем, что центратор установлен на расстоянии, большем длины полуволны изгиба колонны бурильных труб в процессе бурения, и выполнен в виде шарнирных, подпружиненных лопастей, диаметр центрации которых в транспортном положении соответствует диаметру скважины, а в рабочем - диаметру расширенной части ствола скважины, при этом расширитель выполнен с эксцентрично расположенными породоразрушающими лопастями, а корпус забурника выполнен в виде ограничительной ступени и снабжен стабилизирующими элементами, закрепленными к корпусу со стороны эксцентрично размещенных породоразрушающих лопастей.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центратор выполнен в качестве калибратора и снабжен калибрирующими элементами, закрепленными к шарнирным, подпружиненным лопастям.