Долото с контролем состояния вооружения


 


Владельцы патента RU 2490416:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к буровой технике и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин путем контроля за степенью износа буровых шарошечных долот. Обеспечивает повышение достоверности контроля состояния вооружения долота в процессе бурения скважины. Долото для бурения скважин включает шарошки конической формы, на которых размещены венцы зубков, имеющих хвостовик цилиндрической формы и рабочую головку. По шарошке на различных ее венцах устанавливают контрольные зубки, внутри рабочих головок которых герметично на расстоянии от вершины до допустимого износа зубков размещают радиоактивный изотопный индикатор. 1 ил.

 

Изобретение относится к буровой технике и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважинах путем контроля за степенью износа буровых шарошечных долот.

Известен твердосплавный зубок для буровых долот (А.С. СССР №1677230, МПК E21B 10/16, оп. 15.09.98. Бюл. №34), в котором с целью повышения эффективности бурения за счет увеличения прочности рабочей головки, углы наклона ребер к оси зубка набегающей стороны α и сбегающей стороны β выполнены неравными, причем их величины связаны следующими соотношениями 80°≤β+α≤90°; 4°≤β-α≤14°.

Известна шарошка бурового долота, принятая за прототип (пат. РФ №2249088, E21B 10/16, оп.2005 г.), содержащая корпус конической формы, на котором размещены основные венцы твердосплавных зубков.

Недостатком аналогов является отсутствие контроля состояния вооружения долота.

Задача изобретения - повышение достоверности контроля состояния вооружения долота в процессе бурения скважины.

Поставленная задача достигается также тем, что в известном долоте для бурения скважин, включающем шарошки конической формы, на которых размещены венцы зубков, имеющих хвостовик цилиндрической формы и рабочую головку, согласно предлагаемому изобретению по шарошке на различных ее венцах устанавливают контрольные зубки, внутри рабочих головок которых герметично на расстоянии от вершины до допустимого износа зубков, размещают радиоактивный изотопный индикатор.

Оснащение элементов вооружения долота изотопным индикатором, который по мере износа элемента освобождается и выносится на устье скважины, где фиксируется детектором, - является сигналом для прекращения бурения и осуществления спуско-подъемных операций для замены долота. Изотопные индикаторы применяются при испытаниях на износ трущихся частей механизмов, автомобильных шин, испытаниях смазок, что позволяет сигнализировать о переходе износа за доступные пределы в поршнях и подшипниках действующих машин.

В предлагаемом техническом решение осуществляется контроль допустимой степени износа вооружения долота (зубков шарошек); если в прототипе по величине коэффициента µ≈0, то в предлагаемом способе по фиксации повышенной радиоактивности промывочной жидкости, обусловленной освободившимся радиоактивным изотопом и вынесенным на поверхность. Другими словами значение коэффициента µ≈0 эквивалентно освобождению изотопа. При этом необходимо отметить, что алгоритмический способ позволяет контролировать степень износа вооружения не только по минимуму и максимуму, а также определять промежуточные значения от 0 до 1. Это говорит о функциональных возможностях этого способа, однако по контролю износа только вооружения долота. Аппаратный способ (предлагаемый) позволяет решать ту же задачу и с такими же возможностями по контролю состояния вооружения путем размещения изотопов на различных высотах зубков (реально такой необходимости нет). Прототип аппаратурного способа контроля состояния элементов долота автору неизвестен.

Контроль степени износа вооружения (зубков) долота осуществляется установкой на каждой шарошке на различных ее венцах контрольных зубков, внутри которых герметично на расстоянии от вершины до допустимого износа зубка размещают радиоактивный изотоп, который по мере износа зубка в процессе бурения и достижении допустимой высоты, на которой размещен изотоп, освобождается и попадает в промывочную жидкость, которая выносит его на дневную поверхность, где фиксируется детектором, а по сути геофизическим прибором радиоактивного каротажа.

На фигуре представлен зубок долота, где 1 - хвостовик цилиндрической формы, 2 - рабочая головка, 3 - радиоактивный изотоп, который размещен внутри зубка на расстояние h от вершины рабочей головки. Это расстояние определяет рабочую высоту зубка, на которую допустим износ зубка в процессе бурения. При достижении износа зубка, где размещен радиоактивный изотоп 3, он освобождается и попадает в промывочную жидкость, которая выносит его на устье скважины. На устье скважины в желобе устанавливается детектор радиоактивности, который зафиксирует повышенный уровень радиоактивности над фоновым уровнем, в данном случае это может быть обычный геофизический прибор радиоактивного каротажа. Зафиксированный повышенный уровень радиоактивности, обусловленный выносом радиоактивного изотопа, далее преобразуется в сигнал, удобный для восприятия или дальнейшего преобразования в управляющий сигнал. По воспринятому сигналу буровая бригада прекращает бурение и осуществляется подъем бурильной колонны для замены долота. Для повышения достоверности информации о состоянии вооружения долота, контрольные зубки, оснащенные радиоактивными изотопами, изотопа и время жизни долота, которое определяется от момента изготовления долота до его износа. Поэтому могут использоваться радиоактивные изотопы с различным временем жизни.

Долото для бурения скважин, включающее шарошки конической формы, на которых размещены венцы зубков, имеющих хвостовик цилиндрической формы и рабочую головку, отличающееся тем, что по шарошке на различных ее венцах устанавливают контрольные зубки, внутри рабочих головок которых герметично на расстоянии от вершины до допустимого износа зубков размещают радиоактивный изотопный индикатор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к способам проходки и измерению текущих координат забоя наклонно горизонтальных скважин в процессе бурения.

Изобретение относится к техническим средствам для бурения скважин, а именно к забойным устройствам контроля заклинивания шарошечных долот, и позволяет повысить эффективность сигнализатора заклинивания шарошечного долота путем повышения, достоверности информации о заклинивании шарошек.

Изобретение относится к бурению нефтяных скважин. .

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для породоразрушающего инструмента. .

Изобретение относится к техническим средствам для бурения скважин, а именно к забойным устройствам контроля заклинивания шарошечных долот. .

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для контроля износа шарошечных долот при бурении в различ-- ных горно-геологических условиях. .

Изобретение относится к контролю состояния шарошечного долота и позволяет повысить производительность бурения. .

Изобретение относится к породоразрушаклцим буровым инстрз ментам, применяемым при строительстве скважины . .

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для контроля износа шарошечных долот. .

Изобретение относится к буровой технике. .

Группа изобретений относится к буровым долотам и к способам оценки их состояния. Буровое долото включает корпус с по меньшей мере одной калибрующей накладкой; группу акселерометров, включающих радиальный и тангенциальный акселерометры для определения радиального и тангенциального ускорений долота; и модуль анализа данных, включающий процессор, запоминающее устройство и порт связи и выполненный с возможностью: осуществления выборки информации об ускорении от акселерометров за время анализа; внесения информации об ускорении в запоминающее устройство для получения временного хода ускорения; анализа временного хода ускорения для определения расстояния, пройденного по меньшей мере одной калибрующей накладкой; анализа временного хода ускорения для определения по меньшей мере одного периода резания накладки и по меньшей мере одного периода скольжения накладки; и оценки износа калибрующей накладки на основании анализа пройденного расстояния, по меньшей мере одного периода резания накладки и по меньшей мере одного периода скольжения накладки. Согласно способу оценки состояния бурового долота, собирают информацию от акселерометров посредством периодической выборки данных по меньшей мере двух акселерометров, размещенных в буровом долоте, для получения временного хода ускорения за время анализа; обрабатывают данные временного хода ускорения в буровом долоте для определения профиля расстояния, пройденного по меньшей мере одной калибрующей накладкой на буровом долоте; определяют текущую твердость породы; анализируют профиль расстояния, пройденного по меньшей мере одной калибрующей накладкой, и текущую твердость породы для оценки состояния износа калибрующей накладки. Технический результат заключается в оценке состояния бурового долота. 2 н.з. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх