Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах


 


Владельцы патента RU 2491408:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами. Технический результат направлен на повышение эффективности работы коронки путем обеспечения надежности срабатывания запорных органов обратных клапанов. Предложенная буровая коронка содержит корпус со ступенчатой наружной поверхностью, соединенный с ним посредством узла передачи крутящего момента с возможностью ограниченного осевого перемещения рабочий наконечник с кожухом и промывочными каналами и установленные в них обратные клапаны. Коронка снабжена защитной втулкой и осевым приводом для рабочего наконечника, размещенным в полости, образованной корпусом и защитной втулкой между обращенными один к другому торцами кожухом и торцом защитной втулки, жестко соединенной с корпусом. Осевой привод выполнен в виде пружины сжатия или в виде диска из упругого материала. При этом каждый промывочный канал рабочего наконечника и торец размещенного в нем запорного органа обратного клапана выполнены конгруэнтной конической формы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами.

Известна коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус и запорный орган, установленный в полости корпуса (см. авт. св. СССР №316846, кл. Е21В 10/36, 1971 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести возможность попадания в ее полость угольного шлама, который заклинивает запорный орган и препятствует его повторному открытию после выброса. Это приводит к лишним спуско-подъемным операциям и как следствие этого к снижению производительности буровых работ.

Наиболее близкой по технической сущности является коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая полый корпус со ступенчатой наружной поверхностью, соединенный с ним с возможностью ограниченного осевого перемещения посредством узла передачи крутящего момента рабочий наконечник с кожухом и промывочными каналами, и установленные в них обратные клапаны с неподвижными запорными органами (см. авт. св. СССР №400698, кл. Е21В 10/42, 1974 г.).

Недостатком данной коронки является малая надежность в работе. Объясняется это тем, что эффективное разрушение породы невозможно без достаточной осевой нагрузки на рабочий наконечник. В известной коронке в этом случае произойдет перекрытие промывочных каналов запорными органами обратного клапана. В этом случае разрушенная порода остается на забое скважины и эффективность работы коронки резко снизится. В случае же использования промывочных каналов без обратных клапанов угольный шлам при выбросах забьет полость коронки и возникнет та же ситуация, что и с аналогом.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем обеспечения надежного срабатывания запорных органов обратных клапанов после выброса.

Указанный технический результат достигается тем, что коронке для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащей корпус со ступенчатой наружной поверхностью, соединенный с ним с возможностью ограниченного осевого перемещения посредством узла передачи крутящего момента рабочий наконечник с кожухом и промывочными каналами, и установленные в них обратные клапаны с неподвижными запорными органами, согласно изобретению она снабжена защитной втулкой и осевым приводом для рабочего наконечника, размещенным в полости, образованной корпусом и защитной втулкой между обращенными один к другому торцами кожуха и защитной втулки, жестко соединенной с корпусом.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- осевой привод выполнен в виде пружины сжатия или в виде диска из упругого материала;

- каждый промывочный канал рабочего наконечника и торец размещенного в нем запорного органа обратного клапана выполнены конгруэнтной конической формы.

На чертеже представлен продольный разрез коронки в рабочем положении.

Буровая коронка содержит полый корпус 1 со ступенчатой наружной поверхностью, осевым каналом 2 и соединенный с ним посредством узла передачи крутящего момента рабочий наконечник 3 с кожухом 7 и промывочными каналами 8. Корпус 1 и рабочий наконечник 3 соединены между собой с возможностью ограниченного осевого перемещения. Промывочные каналы 8 рабочего наконечника оснащены обратными клапанами с неподвижными запорными органами в виде стержней 9, жестко соединенными с корпусом 1. Для стержней 9 седлами служат стенки промывочных каналов 8. Для надежности работы обратных клапанов стенки промывочных каналов 8 и торцы стержней 4 выполнены с конгруэнтными коническими поверхностями. При этом коронка снабжена осевым приводом 10 для рабочего наконечника 3, размещенным в полости 11, образованной корпусом 1 и защитной втулкой 12 между обращенными один к другому торцами кожуха и защитной втулки 12, жестко соединенной с корпусом 1. Осевой привод 10 для рабочего наконечника 3 выполнен в виде пружины сжатия или в виде диска из упругого материала (не показано).. Характеристика пружины 10 и упругого диска выбираются в зависимости от типоразмера наконечника 3 и применяемого режима бурения, но во всех случаях высота пружины 10 и диска в исходном положении должна быть больше высоты зазора между торцами защитной втулки 12 и кожуха 7. Рабочий наконечник 3 армирован породоразрушающими элементами 13, которые выбираются в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород и могут быть выполнены в виде твердосплавных или синтетических алмазных вставок. Герметизация подвижных элементов достигается втулкой 5 и уплотнительными кольцами 6. Передача крутящего момента от корпуса 1 к рабочему наконечнику 3 осуществляется шпонкой 4 или шлицевым соединением.

В процессе бурения породоразрушающие элементы 13 рабочего наконечника 3 под действием осевой нагрузки, создаваемой осевым приводом 10, и крутящего момента от двигателя, расположенного на поверхности, внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой через каналы 8. В случае возникновения внезапного выброса на забое скважины под давлением газа рабочий наконечник 3 поднимается вверх и стержни 7 перекрывают промывочные каналы 8, предотвращая попадание угольной пыли и штыба в полости коронки и бурового става и одновременно выдавливают штыб из промывочных каналов 8. При этом подача промывочной жидкости прекращается. После прекращения выброса рабочий наконечник 3 под действием осевого привода 10 занимает исходное положение и коронка готова к работе без проведения дополнительных спуско-подъемных операций для проведения очистных работ коронки и бурового става. Применение предложенной коронки повышает эффективность проведения буровых работ.

1. Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая полый корпус со ступенчатой наружной поверхностью, соединенный с ним с возможностью ограниченного осевого перемещения посредством узла передачи крутящего момента рабочий наконечник с кожухом и промывочными каналами и установленные в них обратные клапаны с неподвижными запорными органами, отличающаяся тем, что она снабжена защитной втулкой и осевым приводом для рабочего наконечника, размещенным в полости, образованной корпусом и защитной втулкой между обращенными один к другому торцами кожуха и защитной втулки, жестко соединенной с корпусом.

2. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что осевой привод выполнен в виде пружины сжатия или в виде диска из упругого материала.

3. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что каждый промывочный канал рабочего наконечника и торец размещенного в нем запорного органа обратного клапана выполнены конгруэнтной конической формы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к буровой технике, а именно к бурам для скальных пород. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам режущего типа, преимущественно для разбуривания пород, способных к налипанию. .

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к буровым режущим открывающимся долотам, применяемым в сейсморазведке при бурении взрывных скважин в неустойчивых грунтах или строительстве при сооружении буронабивных свай.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа. .

Сверло // 2477673
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сверлах, применяемых для сверления бетона или других каменных конструкций, горной породы и т.п. .

Изобретение относится к горному делу, в частности самобурящим анкерным болтам для крепления кровли и стен горной выработки. .

Изобретение относится к усовершенствованию модульного бурового долота с неподвижными режущими элементами и его корпуса и способам их изготовления. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, в частности к буровому алмазному долоту. .

Изобретение относится к способу изготовления изделий для бурения, содержащих спеченный цементированный карбид, в частности, бурового долота и его деталей, таких как корпус долота и конические шарошки. Буровое изделие содержит по меньшей мере одну деталь из цементированного карбида, соединительную фазу, содержащую неорганические частицы и матричный металл и/или сплав металла, и деталь из нецементированного карбида. Общий объем деталей из цементированного карбида составляет по меньшей мере 5% от общего объема изделия. Температура плавления неорганических частиц превышает температуру плавления матричного материала. Деталь из нецементированного карбида содержит металлическую деталь, включающую в себя зерна по меньшей мере одного из вольфрама, сплава вольфрама, тантала, сплава тантала, молибдена, сплава молибдена, ниобия и сплава ниобия, диспергированных в непрерывной матрице металла или металлического сплава. Способ включает заполнение пространства между неорганическими частицами и деталью из цементированного карбида расплавленным металлом или металлическим сплавом с последующим отверждением металла или металлического сплава для формирования изделия. Полученное изделие обладает заданной комбинацией таких свойств как прочность, износостойкость и твердость. 9 н. и 86 з.п. ф-лы, 13 ил., 3 пр.

Группа изобретений относится к буровым инструментам с пассивными и активными элементами и к способам формирования такого инструмента. Обеспечивает замедление износа калибрующих и пассивных областей. Буровой инструмент содержит: корпус, имеющий торцевую поверхность на его дистальном конце и калибрующие области, включающие проходящие продольно вверх выступающие части нескольких лопастей, и хвостовик; переходную поверхность, включающую скос, расположенный между наружным диаметром на верхнем конце соответствующей калибрующей области и хвостовиком; и элемент для восходящего бурения, выполненный в виде детали, расположенной на переходной поверхности, проходящей от точки, прилегающей к переходной кромке между переходной поверхностью и соответствующей калибрующей областью, и имеющий пассивное расположение при нисходящем бурении и активное расположение при восходящем бурении или расширении ствола скважины снизу вверх. При осуществлении способа формирования бурового инструмента: формируют корпус, включающий активную область и пассивную область в режиме нисходящего бурения, причем активная область содержит части корпуса, дистальные относительно переходной кромки, а пассивная область включает части корпуса, проксимальные относительно переходной кромки, и пассивная область активна в режиме восходящего бурения; размещают элемент для восходящего бурения в пассивной области посредством размещения его на пластине крепления или формируют элемент для восходящего бурения интегрально с пластиной крепления; и прикрепляют пластину крепления к пассивной области. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к лопастному долоту для роторного бурения. Технический результат заключается в улучшенной защите резцов от воздействия нагрузок, увеличении срока службы долота, предотвращении растрескивания и скалывания режущих элементов. Лопастное долото для роторного бурения содержит корпус долота, имеющий торцевую поверхность и ось; по меньшей мере одну лопасть, имеющую ведущую и заднюю грани и проходящую в продольном и радиальном направлении наружу над торцевой поверхностью корпуса долота; и ряд основных резцов, включающий по меньшей мере один основной резец, имеющий режущую поверхность, часть которой закрыта частью по меньшей мере одной лопасти, выступающий по меньшей мере частично из по меньшей мере одной лопасти и расположенный так, чтобы проходить траекторию резания при вращении корпуса долота вокруг оси, для захвата породы при движении по траектории резания. На части ведущей грани по меньшей мере одной лопасти имеется скос, проходящий по ее наружной протяженности. 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению буровых долот для бурения земли путем пропитки. Подготавливают рабочую литейную форму, в которой размещен твердый элемент из связующего материала, содержащего металл или металлический сплав. Засыпают в литейную полость рабочей литейной формы слой порошкового матричного материала на основе карбида переходного металла или на основе металла, или металлического сплава, содержащего карбид, и нагревают для обеспечения прохода расплавляемого связующего материала от твердого элемента и последующей пропитки им слоя порошкового матричного материала. Твердый элемент из связующего материала может быть размещен в канале, который сообщается с литейной полостью высотой hmv с возможностью подачи расплавляемого связующего материала из канала ниже отметки 1/2hmv. Нагрев рабочей литейной формы осуществляют с обеспечением прохода для расплавленного связующего материала сквозь часть слоя порошкового матричного материала для пропитки. Средний диаметр прохода существенно больше средней межзерновой пористости порошкового матричного материала. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к резцам для вращательного бурения. Резец включает корпус с хвостовиком и перьями, армированными твердосплавными пластинами, режущие кромки которых расположены симметрично относительно продольной оси корпуса. Передняя грань твердосплавных пластинок выполнена выпуклой формы в виде цилиндрической поверхности, образующая которой параллельна оси пера. Высота выпуклости уменьшается от внутренней части пера к его внешней части и составляет 0,5…2 мм. Технический результат заключается в увеличении стойкости резца, снижении удельной энергоемкости разрушения путем перераспределения контактных напряжений на передней грани резца. 2 ил.

Изобретение относится к резцам для вращательного и ударно-вращательного бурения. Резец состоит из хвостовика, державки и режущего органа, армированного пластинкой твердого сплава, заточенного клинообразно в направлении подачи. Хвостовик резца снабжен цилиндрической наружной частью меньшей длины, чем хвостовик, коаксиально установленной на передней части хвостовика. Хвостовик резца выполнен с цилиндрическим уступом для опоры конца наружной цилиндрической части хвостовика, противоположной ее режущему концу. Хвостовик резца соединен с цилиндрической наружной частью хвостовика сайлентблоком. Армированная пластинка твердого сплава выполнена из трех частей, две из которых установлены на режущем конце наружной части хвостовика, третья установлена на режущем конце внутренней части хвостовика. Технический результат заключается в повышении надежности резца путем уменьшения импульсных динамических усилий на кромке пластинки, установленной на режущем конце наружной части хвостовика. 4 ил.

Изобретение относится к резцам, предназначенным для бурения шпуров в массивах горных пород. Технический результат заключается в повышении работоспособности и создании конструкции резца, способного производить бурение шпуров в массивах горных пород. Четырехступенчатый трехлезвийный буровой резец для вращательного бурения шпуров включает ступень резания, ступень экскавации отбуренной породы, замковую ступень для крепления на буровой штанге. Резец дополнительно оснащен зажимной ступенью, расположенной между ступенью экскавации и замковой ступенью, обеспечивающей силовое соединение резца со штангой, причем высоты каждой из четырех ступеней вдоль геометрической оси вращения резца выполнены в соотношениях 2/10:3/10:2/10:3/10 от общей высоты резца с допуском на каждую ступень ±0,5/10. На ступени резания расположены твердосплавные пластины, имеющие форму семигранника, две из граней которого выполнены взаимно перпендикулярными и служат для закрепления их посредством припоя на конгруэнтном теле резца, две фронтальные грани, образующие между собой тупой угол, предназначены для прямого контакта с буримой горной породой, а три оставшихся грани образуют с двумя фронтальными режущие кромки с различными углами резания. Реборда шнека ступени экскавации отбуренной породы выполнена по высоте с изменяющимся шагом и с уменьшающимся радиусом от ступени резания к зажимной ступени. Зажимная ступень, предназначенная для крепления на буровой штанге, выполнена с шестью попарно-параллельными плоскими гранями, расстояния между которыми заданы в соответствии со стандартными размерами под ключ. Замковая ступень выполнена в виде резьбового соединения с внутренним отверстием, которое может быть выполнено цилиндрическим или по параболическому или коническому закону с уменьшением диаметра к зажимной ступени. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам для вращательного бурения. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Долото для вращательного бурения содержит корпус с резьбовым ниппелем и лопастями, армированными наклонно расположенными резцами, передние грани которых выполнены с пазами с переменным поперечным сечением. Резцы выполнены в форме полуцилиндров, а пазы на их передней грани - с поперечным сечением, увеличивающимся в направлении от забоя к резьбовому ниппелю, при этом верхние части пазов сообщены между собой дополнительным пазом, выполненным на наружной поверхности лопасти и расположенным непосредственно над резцами. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к конструкциям буровых режущих долот, применяемых в сейсморазведке при бурении взрывных скважин в неустойчивых грунтах и обводненных породах I-IV категории по буримости. Технический результат заключается в обеспечении бурения в плывунах с гарантированным погружением заряда взрывчатых веществ в скважину. Буровое режущее долото содержит корпус со сквозным осевым отверстием, боковые резцы, армированные твердым сплавом и размещенные на корпусе долота. Буровое режущее долото также содержит одноразовую заглушку, верхняя часть которой выполнена с уплотнительными буртиками, при этом корпус одноразовой заглушки выполнен пустотелым, а в торце корпуса долота выполнена проточка. 5 ил.
Наверх