Долото для бурения скважины

Использование: для бурения скважин в подземной формации. Позволяет обеспечить простой доступ к внутренней полости скважины. Долото содержит корпус, соединенный с трубчатой колонной бурильных труб, в котором внутри корпуса сформирован канал, обеспечивающий передачу жидкости между внутренним пространством колонны бурильных труб и внешним пространством по отношению к корпусу долота. Закрывающий элемент предназначен для избирательного закрывания канала. Долото содержит одну или несколько конусных шарошек. Закрывающий элемент установлен с возможностью отсоединения на корпусе долота, выполнен с возможностью перемещения наружу из закрытого положения в открытое положение и содержит, по меньшей мере, одну из конусных шарошек. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к долоту для бурения скважины в подземной формации. Настоящее изобретение, в частности, относится к долоту для бурения скважины, содержащему, по меньшей мере, одну коническую шарошку, причем в долоте сформирован канал, предназначенный для передачи жидкости между внутренней частью присоединенной колонны бурильных труб и наружным пространством по отношению к долоту для бурения скважины.

Уровень техники

Долото для бурения скважины, содержащее такой канал, в частности, используют для выполнения различных операций в пространстве скважины перед буровым долотом, непосредственно после прекращения операции бурения, без необходимости предварительного подъема бурового долота на поверхность. Такие операции могут, например, включать опробование пласта (проведение геофизических исследований в скважинах) или бурение направляющей скважины меньшего размера.

В описании американского патента №US 5244050 описано долото для бурения скважины, содержащее корпус долота, на фаске которого жестко закреплены одна или несколько конических шарошек. Корпус долота может быть установлен на трубчатой колонне бурильных труб и внутри него сформирован канал, обеспечивающий передачу жидкости между внутренней частью присоединенной колонны бурильных труб и внешним пространством по отношению к корпусу долота. Этот канал выходит наружу из корпуса долота через проход, сформированный в фаске корпуса долота, и этот проход расположен в области, в которой отсутствует крепление конической шарошки. Корпус долота содержит шарнирно установленное закрывающее средство, предназначенное для избирательного закрывания прохода. Когда проход открыт, инструмент, такой как каротажный прибор, или технологический инструмент для бурения направляющей скважины может быть пропущен из внутреннего пространства колонны бурильных труб через канал в пространство скважины, расположенное снаружи от долота для бурения скважины. В обычном шарошечном долоте без канала конусная шарошка занимает практически всю поверхность корпуса долота, и форма и относительная компоновка конусов и резаков на конусах рассчитаны для получения оптимальных рабочих характеристик при бурении. Хорошо известно шарошечное долото, широко используемое в данной области техники, называемое трехшарошечным долотом, в котором три, по существу, одинаковых конуса, на которых установлены зубья или резцы, установлены симметрично на фаске долота. Размер и структура конусов, компоновка зубьев или резцов на конусах, точное совмещение, подшипник и используемые материалы оптимизированы в обычном шарошечном конусном долоте для конкретных условий применения.

В отличие от этого по сравнению с обычным шарошечным конусным долотом из конструкции долота для бурения скважины в соответствии с патентом США должна быть исключена, по меньшей мере, одна конусная шарошка для обеспечения достаточного пространства для формирования прохода. Такое долото для бурения скважины поэтому имеет недостаток, состоящий в том, что для обеспечения возможности формирования канала ухудшают рабочие характеристики бурении по сравнению с обычным шарошечным конусным долотом.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на долото для бурения скважины, содержащее, по меньшей мере, один элемент, образующий выбуренную горную породу, в виде конусной шарошки, и в котором сформирован канал, обеспечивающий простой доступ к внутренней полости скважины перед буровым долотом во время нормальной работы, в котором не нужно ухудшать характеристики бурения, из-за необходимости обеспечить пространство для формирования прохода канала.

С этой целью разработано долото для бурения скважины, содержащее:

- корпус долота, выполненный с возможностью соединения с трубчатой колонной бурильных труб, причем внутри этот корпус в дополнение к соплу содержит канал, и этот канал обеспечивает передачу жидкости, когда колонна бурильных труб закреплена на корпусе долота, между внутренним пространством колонны бурильных труб и внешним пространством по отношению к корпусу долота;

- закрывающий элемент, предназначенный для избирательного закрывания канала; и

- один или несколько элементов, образующих выбуренную горную породу,

в котором элементы, образующие выбуренную горную породу, содержат одну или несколько конусных шарошек, в котором закрывающий элемент может быть соединен с возможностью отсоединения с корпусом долота и может перемещаться наружу из закрытого положения, в котором закрывающий элемент соединен с корпусом долота, в открытое положение, в котором закрывающий элемент отсоединен от корпуса долота, в котором закрывающий элемент содержит, по меньшей мере, одну из конусных шарошек и в котором канал содержит секцию, установленную не коаксиально по отношению к центральной продольной оси.

Термин "элемент, образующий выбуренную горную породу" используется в данном описании и в формуле изобретения для обозначения любого элемента, установленного на буровом долоте, который предназначен для механического измельчения горных пород, например резцов из поликристаллического алмаза или конусных шарошек.

Настоящее изобретение основано на возможности использования пространства канала для выполнения операций бурения, благодаря установке на закрывающем элементе, по меньшей мере, одной конусной шарошки, и использованию такой компоновки закрывающего элемента, при которой его можно отсоединять наружу от корпуса долота, то есть в направлении полости скважины, расположенной перед долотом для бурения скважины, со стороны, противоположной от колонны бурильных труб, присоединенной к долоту для бурения скважины в ходе нормальной работы. Такая компоновка позволяет установить на закрывающем элементе такую конусную шарошку, и при этом будет обеспечено ее оптимальное взаимодействие с элементами, образующими выбуренную горную породу, установленными на корпусе долота, для обеспечения оптимальных рабочих характеристик бурения. Одновременно такая компоновка позволяет отсоединять закрывающий элемент с выводом его из закрытого положения, что обеспечивает непосредственный доступ через канал к полости скважины, расположенной перед буровым долотом. Благодаря использованию настоящего изобретения, например, обеспечивается возможность построить буровое долото с каналом, причем это долото будет иметь такую же общую форму, в частности такую же компоновку конусов и зубьев/резцов на конусах, как и у обычного бурового долота с конусными шарошками, например трехшарошечного долота.

В заявке на международный патент с номером публикации WO 00/17488 описана система для бурения и проведения геофизических исследований в скважинах. Система содержит колонну бурильных труб, имеющую осевой канал, удаляемый закрывающий элемент, установленный на нижнем конце канала, и колонну каротажного прибора, установленную так, что ее можно присоединять изнутри колонны бурильных труб к закрывающему элементу. Когда закрывающий элемент отсоединен, колонну каротажного прибора можно пропускать наружу из колонны бурильных труб.

В описании американского патента №US 3117636 описан конусно-шарошечный алмазный башмак обсадной колонны, содержащий отсоединяемую секцию центрального долота, которую можно поднимать через колонну обсадных труб на поверхность для обеспечения работы бура для взятия проб или обычного бурового долота через осевой канал в алмазном башмаке обсадной колонны.

В описании американского патента №US 2782005 описано трехшарошечное конусно-шарошковое долото, в котором каждая конусная шарошка соединена с корпусом долота с помощью первого и второго средства соединения так, что каждая конусная шарошка может перемещаться из положения бурения в положение расцепления. Первое средство соединения обеспечивает жесткое соединение конусной шарошки в положении бурения для обеспечения ее нормальной работы при бурении и содержит слабый элемент, который может ломаться в случае заклинивания конусно-шарошечного долота в скважине. Второе соединительное средство выполнено гибким, что позволяет после разлома слабого элемента обеспечить ограниченное передвижение конусной шарошки в положение расцепления, в результате чего обеспечивается возможность подъема конусно-шарошечное долота из скважины.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет описано ниже на примере со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 схематично показан первый вариант выполнения бурового долота в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 схематично показан вид в перспективе бурового долота по фиг.1 с отсоединенным закрывающим элементом;

на фиг.3 схематично показан пример блокировочного механизма для закрывающего элемента; и

на фиг.4 схематично показан второй вариант выполнения бурового долота в соответствии с настоящим изобретением.

Осуществление изобретения

Рассмотрим фиг.1, на которой схематично показан вид в продольном разрезе долота 1 для бурения скважины, установленного внутри скважины 2. Вращающееся буровое долото 1 закреплено на колонне 3 бурильных труб с помощью резьбы 5 в верхней оконечной части корпуса 8 долота и содержит три элемента, образующих выбуренную горную породу, в форме конусных шарошек 11, 12, 13, установленных в противоположной оконечной части, которые, в общем, установлены так же, как в обычной конструкции трехшарошечного долота. Следует отметить, что конусные шарошки 11 и 12 показаны в перспективе, в то время как конусная шарошка 13 показана в разрезе, и что отдельные режущие зубцы или вставки конусных шарошек не показаны.

Корпус 8 долота содержит удлиненный хвостовик 15 бура. Во внутреннем пространстве 17 корпуса 8 долота (хвостовика 15 бура) сформирован канал 18, обеспечивающий передачу жидкости между внутренней частью 19 колонны 3 бурильных труб 3 и внешним пространством 20 по отношению к буровому долоту 1, как будет более подробно описано ниже.

Буровое долото 1, кроме того, содержит отсоединяемый закрывающий элемент 25, который на фиг.1 показан в закрытом положении по отношению к каналу. Закрывающий элемент в данном примере содержит конусную шарошку 13, лапу 27 конуса и удлиненный хвостовик конуса с внутренней структурой, в общем обозначенной номером 28 ссылки. Лапа 27 конуса функционирует как элемент носителя для конусной шарошки 13 и содержит необходимый подшипник и средство смазки (не показано). Удлиненный хвостовик 28 конуса, закрепленный на основании 29 лапы 27 конуса, имеет, по существу, цилиндрическую форму и проходит с узким зазором в расточку 30, сформированную в корпусе 8 долота. Расточка 30 образует часть, расположенную вниз по потоку от канала 18. Расточка 30 выполнена параллельно и не коаксиально с центральной продольной осью 31 бурового долота, вокруг которой вращается долото во время бурения, в результате чего расточка сформирована в корпусе долота, по существу, позади конусной шарошки 13. Хвостовик 28 конуса и вместе с ним закрывающий элемент 25 соединен с возможностью отсоединения с корпусом 8 долота через блокировочный механизм, установленный в расточке 30, который более подробно будет описан ниже со ссылкой на фиг.3.

Конусные шарошки 11 и 12 закреплены на корпусе 8 долота через жестко установленные элементы носителя, выполненные в форме лап 32 и 33 конусов.

Кроме того, в устройстве установлен вспомогательный инструмент 40, который может проходить из внутренней части 19 колонны 3 бурильных труб в канал 18. Вспомогательный инструмент содержит три продольных секции 41, 42, 43, которые шарнирно соединены через соединители 45, 46. Во внутренней части 17 хвостовика 15 долота установлено направляющее средство, выполненное в форме отклонителя 48, который предназначен для направления вспомогательного инструмента 40 через канал 18 так, что он может входить в расточку 30 со смещенной осью.

Вспомогательный инструмент 40 на нижней оконечности содержит средство 50 соединения, предназначенное для соединения с верхней оконечностью 52 удлиненного хвостовика 28 конуса. Это средство будет более подробно описано со ссылкой на фиг.3. Кроме того, вспомогательный инструмент 40 может содержать измерительную секцию 55.

Буровое долото 1, кроме того, может содержать сопла, например сопло 66 в основании 29 лапы 27 конуса. Через сопла струя бурильной жидкости может быть подана через внутреннюю полость колонны бурильных труб для вымывания обломков выбуренной горной породы, получаемой при работе элементов, образующих буровой шлам во время выполнения операции бурения. Следует понимать, что, даже когда закрывающий элемент находится в закрытом положении, возможна некоторая подача жидкости через сопло между внутренним пространством и внешним пространством долота, но при этом сопло не является каналом. Предпочтительно наименьшая площадь поперечного сечения канала составляет, по меньшей мере, 5 см², более предпочтительно канал расположен так, что он обеспечивает проход через него цилиндрического корпуса диаметром приблизительно 2,5 см (1 дюйм).

Рассмотрим фиг.2, на которой показан вид в перспективе нижней оконечности бурового долота 1 с отсоединенным закрывающим элементом 25. На этом чертеже для обозначения одинаковых объектов используются те же номера ссылок, что и на фиг.1.

Когда закрывающий элемент 25 выведен из закрытого положения на корпусе 8 долота, расточка 30 открывается в пространство 20, расположенное снаружи от бурового долота, через отверстие 60, обеспечивая, таким образом, доступ к внешнему пространству по отношению к буровому долоту изнутри колонны бурильных труб. Как показано на фиг.1, отверстие 60 через канал 18 соединено с возможностью передачи жидкости с внутренним пространством 19 колонны 3 бурильных труб.

Корпус 8 долота содержит выемку 62 вокруг отверстия 60. Выемка 62, по существу, имеет форму сектора диска с контактными поверхностями 63, 64, 65. Основание 29 лапы 27 конуса (на фиг.2 не показано) имеет форму сектора диска с контактными поверхностями, которые взаимодействуют с поверхностями 63, 64, и 65.

Буровое долото 1, показанное на фиг.1 и 2, например, может быть изготовлено путем модификации конструкции обычного трехшарошечного бурового долота. Например, при использовании трехшарошечного долота размером 21,6 см (8,5 дюйма) обеспечивается возможность сформировать в корпусе долота расточку 30 с внутренним диаметром 6,3 см (2,5 дюйма), через которую можно пропускать вспомогательный инструмент с максимальным диаметром 5,7 см (2,25 дюйма).

Рассмотрим теперь фиг.3 для описания блокировочного механизма закрывающего элемента 25. На этом чертеже для обозначения одинаковых деталей использованы те же номера ссылок, что и на фиг.1 и 2.

На фиг.3 показана часть бурового долота 1, в которой сформирована расточка 30. Закрывающий элемент 25 показан в закрытом положении, в котором он соединен с корпусом 8 долота так, что закрывает канал 18. Удлиненный хвостовик 28 конуса закрывающего элемента 25 содержит, по существу, цилиндрическую наружную втулку 70, которая проходит с узким зазором вдоль расточки 30. В канавке вокруг окружности внешней втулки 70 установлено уплотнительное кольцо 72 для предотвращения прохождения жидкости вдоль внешней поверхности хвостовика 28 конуса. К нижней оконечности втулки 70 присоединена лапа 27 конуса, на которой установлен конус 13. Хвостовик 28 конуса, кроме того, содержит внутреннюю втулку 75, которая установлена с возможностью скольжения внутри внешней втулки 70. Внутренняя втулка 75 прижата верхней оконечностью 76 к внутреннему плечу 78, сформированному в виде внутреннего обода 79, рядом с верхней оконечностью втулки 70. Прижимающая сила прикладывается с помощью частично сжатой спиральной пружины 80, которая отталкивает внутреннюю втулку 75 от основания 29 лапы 27 конуса. На нижней оконечности 81 внутренняя втулка 75 содержит кольцевую выемку 82, которую окружает верхняя часть пружины 80.

Стенка 83 внешней втулки 70 содержит выемки 84, в которых установлены фиксирующие шарики 85. Фиксирующий шарик 85 имеет больший диаметр, чем толщина стенки 83, и выемка 84 сформирована так, что она свободно удерживает шарик 85 так, что он может перемещаться на ограниченном расстоянии в радиальном направлении внутрь и наружу по отношению к втулке 70. На чертеже показаны два фиксирующих шарика 85, однако следует понимать, что может быть установлено большее количество фиксирующих шариков.

В закрытом положении, как показано на фиг.3, фиксирующие шарики 85 выталкиваются по радиусу в направлении наружу по отношению к внутренней втулке 75, и входят в кольцевую выемку 86, сформированную в корпусе 8 долота по окружности расточки 30. Благодаря этому закрывающий элемент 25 фиксируется на буровом долоте 1. На внутренней втулке 75 дополнительно сформирована кольцевая выемка 87, которая в закрытом положении продольно смещена по отношению к выемке 86 в направлении колонны бурильных труб 3.

Внутренний обод 79 расположен так, что он взаимодействует со средством 50 соединения, которое расположено на нижней оконечности вспомогательного инструмента 40. Средство 50 соединения содержит ряд ножек 90, проходящих продольно вниз от внешней окружности вспомогательного инструмента 40. Для упрощения на чертеже показаны только две ножки 90, но следует понимать, что может быть установлено их большее количество. Каждая ножка 90 на нижней оконечности содержит кулачок 91, так что внешний диаметр, определяемый кулачками 91 в положении 92, превышает внешний диаметр, определяемый ножками 90 в положении 94, и также превышает внутренний диаметр обода 79. Кроме того, внутренний диаметр обода 79 предпочтительно выполнен большим или приблизительно равным внешнему диаметру, определяемому ножками 90 в положении 94, и внутренний диаметр внешней втулки 70 выполнен меньшим или приблизительно равным внешнему диаметру, определяемому кулачками 91 в положении 92. Кроме того, ножки 90 расположены так, что они могут упруго деформироваться по направлению внутрь, как обозначено стрелками. Внешние нижние кромки 96 кулачков 91 и верхняя внутренняя окружность 97 обода 79 выполнены скошенными.

Ниже будет описана обычная работа бурового долота 1 со ссылкой на фиг.1-3. В ходе бурения закрывающий элемент 25 находится в закрытом положении, то есть он полностью вставлен и зафиксирован в корпусе 8 долота. Общая форма бурового долота 1, таким образом, совпадает с формой обычного трехшарошечного долота. Взаимодействующие формы основания 29 и выемки 62 позволяют при бурении полностью передавать момент кручения от колонны 3 бурильных труб через корпус 8 долота на закрывающий элемент 25 без относительного движения закрывающего элемента по отношению к корпусу долота. Поэтому рабочие характеристики бурового долота 1 не ухудшены по сравнению с обычным буровым долотом.

Когда необходимо отсоединить закрывающий элемент 25 с выводом его из закрытого положения, бурение останавливают. Затем колонну 3 бурильных труб с присоединенным буровым долотом 1 поднимают вверх на достаточную высоту от дна скважины 2 для образования достаточного пространства в скважине перед буровым долотом. Вспомогательный инструмент 40 опускают из положения внутри колонны 3 бурильных труб так, что он входит в корпус 8 долота. В хвостовике 15 долота его передняя продольная секция отклоняется с помощью отклонителя 48 в направлении смещенной расточки 30 и входит в расточку 30 при дальнейшем опускании.

При последующем опускании средство 50 соединения соединяется с верхней оконечностью 52 закрывающего элемента 25. Кулачки 91 входят в верхний обод 79 внешней втулки 70. Ножки 90 деформируются по направлению внутрь так, что они полностью входят во внутренний обод 79 и соединяются с верхней оконечностью 16 внутренней втулки 75. При последующем проталкивании вниз внутренняя втулка 75 выталкивается вниз внутри внешней втулки 70 с дополнительным сжатием пружины 80. Когда пространство между верхним концом 76 внутренней втулки 75 и плечом 78 станет достаточно большим и в него входят кулачки 91, ножки 90 защелкиваются наружу, фиксируя, таким образом, вспомогательный инструмент на закрывающем элементе.

Приблизительно в этом же взаимном положении между внутренней и внешней втулками, в котором ножки защелкиваются наружу, выемки 87 совмещаются с шариками 85, высвобождая, таким образом, закрывающий элемент 25 от корпуса 8 долота. После того как закрывающий элемент 25 отсоединится от корпуса 8 долота и переместится на некоторое расстояние в направлении наружу, он переходит в открытое положение, обеспечивая, таким образом, пропускание вспомогательного инструмента 40 через канал 18. При дальнейшем проталкивании вниз вспомогательного инструмента 40 весь узел закрывающего элемента 25 выталкивают из расточки 30 через отверстие 60.

Поскольку расточка 30 расположена параллельно оси 31 бурового долота 1, закрывающий элемент 25 может оставаться на некотором расстоянии от стенки скважины при продольном движении от корпуса 8 долота в пространстве 20, расположенном перед буровым долотом. Следует понимать, что расточка 30 также может быть сформирована под небольшим углом по отношению к оси 31, так что закрывающий элемент будет перемещаться с некоторым смещением от стенки скважины при выходе из расточки 30.

Инструмент, например, можно опускать достаточно далеко в измерительную секцию 55, так что он будет входить в пространство 20, расположенное снаружи от бурового долота, и проводить измерения в открытой скважине.

В случае необходимости закрывающий элемент 25 можно вернуть в закрытое положение путем подъема вспомогательного инструмента 40 до тех пор, пока фиксирующие шарики 85 закрывающего элемента снова не войдут в кольцевые выемки 86 корпуса 8 долота, после чего вспомогательный инструмент может быть отсоединен от закрывающего элемента.

Рассмотрим теперь фиг.4, на которой схематично показан второй вариант выполнения бурового долота 100 в соответствии с настоящим изобретением.

Буровое долото 100 построено по принципу колонкового долота, которое в данном примере содержит элементы, образующие выбуренную горную породу, в форме конусных шарошек 111, 112, 113, 114, установленных по окружности долота, и в котором круговое коаксиальное пространство сформировано для отбора керна, выбуренного из формации в результате воздействия конусных шарошек. Конусные шарошки жестко закреплены вдоль внешней окружности корпуса 118 долота. Коаксиальное пространство имеет форму продольной сквозной расточки (обозначенной на чертеже, представляющем вид в перспективе, пунктирными линиями 119) в корпусе 118 долота, проходящей от верхней оконечности 120 корпуса долота до отверстия 122 на нижней его оконечности. На верхней оконечности 120 закреплена колонна 3 бурильных труб, и сквозная расточка позволяет передавать жидкость из внутреннего пространства колонны 3 бурильных труб, обеспечивая, таким образом, канал между внутренним пространством колонны 3 бурильных труб и внешним пространством 20 по отношению к корпусу 118 долота.

В соответствии с настоящим изобретением в данной конструкции дополнительно установлен закрывающий элемент 125 канала. Закрывающий элемент 125 содержит конусную шарошку 128, которая установлена на лапе 130 конуса, и цилиндрический хвостовик 132 конуса соединен с основанием 133 лапы 130 конуса. Закрывающий элемент 125 показан в открытом положении, так что он отсоединен от корпуса 118 долота. Хвостовик 132 конуса может скользить внутри сквозной расточки в корпусе 118 долота, так что конусная шарошка 128 занимает положение между другими конусными шарошками, которые показаны в закрытом положении закрывающего элемента по отношению к каналу. Уплотнительное кольцо 134 установлено вокруг хвостовика 132 конуса.

Блокировочный механизм, аналогичный описанному со ссылкой на фиг.3, установлен на хвостовике 132 конуса в сквозной расточке, так что он позволяет фиксировать хвостовик конуса (и с его помощью закрывающий элемент) на корпусе 118 долота. Фиксирующие шарики блокировочного механизма на хвостовике 132 конуса обозначены на чертеже номером 135 ссылки. Кроме того, основание 133 и корпус 118 долота вокруг отверстия 122 содержит взаимодействующие контактные поверхности с некруглым (например, овальным) поперечным сечением, что позволяет полностью передавать крутящий момент бурения на конусную шарошку 128, когда закрывающий элемент находится в закрытом положении.

Для отсоединения закрывающего элемента с выводом из закрытого положения и перемещения его в выдвинутое положение, как показано на фиг.4, можно использовать вспомогательный инструмент (не показан), который работает изнутри колонны бурильных труб. Поскольку закрывающий элемент в этом примере установлен коаксиально с буровым долотом, нет необходимости использовать шарнирный вспомогательный инструмент или направляющий отклонитель внутри корпуса 118 долота. Нижняя оконечность вспомогательного инструмента и верхняя оконечность хвостовика 132 конуса соответствующим образом содержат взаимодействующее средство соединения.

Нормальная работа бурового долота 100 аналогична описанной выше со ссылкой на фиг.1-3. Когда закрывающий элемент зафиксирован в закрытом положении, буровое долото имеет форму пятиконусного долота с конусными шарошками и его можно использовать для бурения интервала ствола скважины. После остановки бурения закрывающий элемент может быть отсоединен с выводом из закрытого положения путем присоединения вспомогательного инструмента к хвостовику 132 конуса, в результате чего хвостовик конуса будет разблокирован от корпуса 118 долота с последующим выталкиванием закрывающего элемента наружу.

В конкретных вариантах применения конусную шарошку 128 можно использовать как пилотное буровое долото для бурения направляющей скважины меньшего диаметра в днище скважины 2. При этом вспомогательный инструмент выполняет функцию вторичной колонны бурильных труб.

Следует понимать, что вместо четырех конических шарошек 111, 112, 113, 114 можно использовать другие элементы, образующие выбуренную горную породу, установленные на корпусе долота, например резцы с коронкой, армированной поликристаллическими синтетическими алмазами (ПСА-PDC). Корпус обычного колонкового долота ПСА, таким образом, может быть модифицирован для получения бурового долота в соответствии с настоящим изобретением.

Буровое долото в соответствии с настоящим изобретением также может быть основано на других обычных конструкциях долота, таких как буровое долото для расширения скважины или бицентральное долото. Например, в двухкаскадном расширительном долоте, содержащем секцию направляющего долота и расширительную секцию, вместо секции направляющего долота может быть установлен удаляемый закрывающий элемент, аналогичный описанному выше, обозначенному позицией 125 на фиг.4.

1. Долото для бурения скважины, содержащее

корпус долота, выполненный с возможностью соединения с трубчатой колонной бурильных труб, причем внутри этот корпус в дополнение к соплу содержит канал, и этот канал обеспечивает передачу жидкости, когда колонна бурильных труб закреплена на корпусе долота, между внутренним пространством колонны бурильных труб и внешним пространством по отношению к корпусу долота;

закрывающий элемент, предназначенный для избирательного закрывания канала, и

один или несколько элементов, образующих выбуренную горную породу, в котором элементы, образующие выбуренную горную породу, содержат одну или несколько конусных шарошек, в котором закрывающий элемент может быть соединен с возможностью отсоединения с корпусом долота и может перемещаться наружу из закрытого положения, в котором закрывающий элемент соединен с корпусом долота, в открытое положение, в котором закрывающий элемент отсоединен от корпуса долота, в котором закрывающий элемент содержит, по меньшей мере, одну из конусных шарошек, и в котором канал содержит секцию, установленную не коаксиально по отношению к центральной продольной оси.

2. Долото для бурения скважины по п.1, в котором закрывающий элемент установлен так, что он находится на некотором расстоянии от стенки скважины, сформированной во время нормальной работы бурового долота, когда закрывающий элемент передвинут из закрытого положения в открытое положение.

3. Долото для бурения скважины по п.1 или 2, в котором долото для бурения скважины с закрывающим элементом в закрытом положении имеет, по существу, форму долота, выбранного из группы, состоящей из долота с буровыми шарошками, трехшарошечного долота с буровыми шарошками, пятишарошечного долота с буровыми шарошками, бурового долота для расширения скважины, бицентрального долота.

4. Долото для бурения скважины по п.1 или 2, в котором долото для бурения скважины без закрывающего элемента, по существу, имеет форму коронки для бурения кольцевым забоем.

5. Долото для бурения скважины по п.1, в случае, когда оно соединено с колонной бурильных труб, в котором долото дополнительно содержит вспомогательный инструмент, содержащий средство соединения, предназначенное для избирательного присоединения вспомогательного инструмента к закрывающему элементу, и в котором внутреннее пространство колонны бурильных труб и канал в корпусе долота сформированы так, что они обеспечивают возможность прохождения вспомогательного инструмента в закрывающий элемент из положения внутри колонны бурильных труб.

6. Долото для бурения скважины по п.5, в котором вспомогательный инструмент содержит две или несколько шарнирно соединенных продольных секций.

7. Долото для бурения скважины по п.5, в котором канал в корпусе долота расположен так, что обеспечивает возможность пропускания вспомогательного инструмента наружу от корпуса долота, когда закрывающий элемент отсоединен от корпуса долота.

8. Долото для бурения скважины по любому из пп.5-7, в котором средство соединения вспомогательного инструмента содержит средство, блокирующее инструмент, предназначенное для закрепления вспомогательного инструмента на закрывающем элементе.

9. Долото для бурения скважины по п.8, в котором закрывающий элемент содержит средство, блокирующее долото, для избирательного фиксирования закрывающего элемента на корпусе долота.

10. Долото для бурения скважины по п.1 или 2, в котором закрывающий элемент содержит средство, блокирующее долото, для избирательного фиксирования закрывающего элемента на корпусе долота.

11. Долото для бурения скважины по п.10, в котором средство блокирования инструмента и долота расположено так, что оно отсоединяет закрывающий элемент от корпуса долота при закреплении вспомогательного инструмента на закрывающем элементе.

12. Долото для бурения скважины по п.1 или 2, в котором закрывающий элемент дополнительно содержит элемент-носитель для каждой установленной конусной шарошки.

Приоритет по пунктам:

06.07.2001 по пп.1-12.