Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах

Авторы патента:

E21B10/60 - отличающиеся конструкцией каналов или насадок для буровых растворов (для шарошечных долот E21B 10/18; для долот ударного бурения E21B 10/38)

Владельцы патента RU 2568196:

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 заключается в повышении эффективности работы буровой коронки. Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах содержит корпус с седлом, глухим осевым каналом с кольцевой расточкой, сообщенной с наружной поверхностью корпуса промывочными каналами, и установленный в полости осевого канала корпуса запорный орган. Запорный орган выполнен в виде шара, а осевой канал - с расширенным участком, в верхней части которого расположено седло под запорный орган, а в нижней части - наклонный карман для размещения шара в исходном положении, при этом карман сообщен посредством дополнительного канала с кольцевой расточкой корпуса. 1 ил.

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

К недостаткам данной коронки следует отнести малую эффективность из-за возможности попадания шлама в зону размещения пружины и заклинивания стопорной шпильки угольной пылью. Оба этих фактора ведут к тому, что запорный орган не сработает и шлам с забоя скважины через открытую полость между седлом и запорным органом попадет в полость буровых штанг и может привести к травмированию обслуживающего персонала.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с седлом, глухим осевым каналом и кольцевой расточкой, сообщенной с наружной поверхностью корпуса промывочными каналами, и установленный в полости осевого канала корпуса запорный орган (см. патент РФ №2481460, кл. Е21В 10/60, 2013 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести сравнительно высокую сложность конструкции, что снижает ее эффективность и повышает затраты на проведение буровых работ. Кроме того, размещение запорного органа в осевом канале корпуса на пути перемещения промывочной жидкости ведет к росту энергозатрат.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение эффективности ее работы и снижение энергоемкости процесса бурения.

Указанный технический результат достигается тем, что в коронке для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащей корпус с седлом, глухим осевым каналом и кольцевой расточкой, сообщенной с наружной поверхностью корпуса промывочными каналами, и установленный в полости глухого осевого канала корпуса запорный орган, согласно изобретению запорный орган выполнен в виде шара, осевой канал - с расширенным участком, в верхней части которого расположено седло под запорный орган, а в нижней части - наклонный карман для размещения шара в исходном положении, при этом карман сообщен посредством дополнительного канала с кольцевой расточкой корпуса.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид коронки в продольном разрезе в рабочем положении. Буровая коронка содержит корпус 1 с породоразрушающими элементами 2, седлом 3, глухим осевым каналом 4 и кольцевой расточкой 5, сообщенной с наружной поверхностью корпуса 1 промывочными каналами 6. В полости глухого осевого канала 4, выполненного с расширенным участком 7, размещен запорный орган 8, выполненный в виде шара. В верхней части расширенного участка 7 расположено седло 3 под запорный орган 8, а в нижней части - наклонный карман 9 для размещения шара 8 в исходном положении, т.е. в процессе нормального бурения (без выбросов), при этом карман 9 сообщен посредством дополнительного канала 10 с кольцевой расточкой 5 корпуса 1. Такое выполнение запорного органа 8 позволяет с одной стороны упростить конструкцию коронки, а следовательно, и снизить ее стоимость, а с другой стороны это позволяет повысить надежность работы и исключить несрабатывание запорного органа 8.

В процессе бурения промывочная жидкость через колонну буровых штанг подается в полость коронки и оттуда через расширенный участок 7, кольцевую расточку 5 промывочные каналы 6 на забой скважины, минуя запорный орган 8. Это значительно снижает энергоемкость процесса бурения, т.к. запорный орган 8 не создает дополнительного сопротивления продвижению промывочной жидкости. При встрече пластов с высоким содержание газа могут произойти микровыбросы, опасные для обслуживающего бурового персонала. В таких случаях под действием давления пластового газа, значительно превышающего давление промывочной жидкости и поступающего с забоя скважины в карман 9 через промывочные каналы 6, кольцевую расточку 5 и дополнительный канал 10 запорный орган 8 поднимается вверх и садится на седло 3. При этом осевой канал буровых штанг, на которых коронка спускается в скважину, перекрывается и тем самым исключаются выброс буровой мелочи и случаи травмирования бурового персонала.

Применение предложенной коронки повышает эффективность ее работы при бурении по взрывоопасным пластам и снижает затраты на проведение буровых работ благодаря упрощению конструкции буровой коронки и снижению энергозатрат.

Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с седлом, глухим осевым каналом с кольцевой расточкой, сообщенной с наружной поверхностью корпуса промывочными каналами, и установленный в полости осевого канала корпуса запорный орган, отличающаяся тем, что запорный орган выполнен в виде шара, осевой канал - с расширенным участком, в верхней части которого расположено седло под запорный орган, а в нижней части - наклонный карман для размещения шара в исходном положении, при этом карман сообщен посредством дополнительного канала с кольцевой расточкой корпуса.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в упрощении монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышении эффективности его работы.

Буровое долото // 2567260

Изобретение относится к области горных работ, а именно к породоразрушающим инструментам, предназначенным для бурения скважин. Технический результат заключается в усилении ресурсов работы бурового долота и в росте механической скорости бурения скважин.

Промывочный узел бурового долота // 2566839

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота.

Буровое долото для твердой породы, бурильная компоновка и способ ударного бурения твердой породы // 2557028

Группа изобретений относится к буровому долоту для ударного бурения твердой породы, к бурильной компоновке с указанным долотом, к использованию указанного долота и к способу ударного бурения горной породы с помощью указанного долота.

Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра // 2552278

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения взрывных шпуров при щадящих буровзрывных работах по отбойке горной массы в крепких горных породах. Технический результат заключается в повышении эффективности и ресурса коронки, увеличении скорости бурения шпуров малого диаметра, обеспечении получения мелкого шлама и эффективного выноса его из шпуров с меньшими энергетическими затратами.

Способ и система для повышения скорости бурения за счет использования вибрации бурильной колонны // 2550628

Группа изобретений относится к системе и способу повышения скорости бурения за счет использования вибрации бурильной колонны. Технический результат заключается в повышении скорости бурения, устойчивости и надежности системы, в снижении неблагоприятного влияния колебания давления на буровое долото, в обеспечении безопасности конструкции, в повышении давления нагнетания бурового раствора.

Промывочный узел бурового долота // 2543829

Изобретение относится к промывочному узлу породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную посредством фиксатора.

Буровой инструмент // 2543768

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Технический результат заключается в повышении эффективности работы инструмента.

Буровой инструмент // 2543766

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Буровой инструмент включает корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками с рабочими головками, полости которых сообщены с каналами корпуса.

Промывочный узел бурового долота (варианты) // 2539080

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенный в кольцевой расточке гнезда стопор, фиксирующий узел.

Промывочный узел бурового долота // 2570579

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором. Фиксатор выполнен в виде пластины, имеющей в плане Т-образную форму, размещенной на торце стопорного кольца вдоль оси его симметрии, причем пластина выполнена из материала с памятью формы и жестко соединена со стопорным разрезным кольцом, при этом концевые участки поперечной части пластины выполнены с пазами для размещения в рабочем положении концевых участков стопорного кольца, а промывочный канал насадки в плане смещен относительно ее продольной оси. 2 ил.

Долото для вращательного бурения // 2573878

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.

Промывочный узел бурового долота // 2576265

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором. Промывочный канал насадки в плане смещен относительно ее продольной оси, а фиксатор выполнен в виде стержня, размещенного вдоль оси симметрии стопорного кольца и изготовленного из материала с памятью формы, причем один конец стержня жестко соединен со стопорным разрезным кольцом, а свободный конец стержня в рабочем положении промывочного узла размещен между концевыми участками стопорного разрезного кольца с возможностью взаимодействия с ними. 3 ил.

Стабилизирующая кольцевая буровая коронка // 2577351

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента для бурения скважин различного назначения с отбором керна и может быть использовано при отборе керна в продуктивных пластах нефтяных и газовых скважин. Технический результат заключается в уменьшении искривления ствола скважины, увеличении механической скорости бурения, ресурса или проходки на коронку. Стабилизирующая кольцевая буровая коронка содержит корпус с присоединительной резьбой, разделенный основными промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены алмазно-твердосплавными пластинами, имеющими отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины, при этом основные промывочные каналы выполнены встречно под углом. В корпусе коронки в секторах встречно под углом расположены дополнительные промывочные каналы, основные и дополнительные промывочные каналы выполнены по всей высоте корпуса коронки по винтовой линии вправо по ходу вращения коронки, высота корпуса коронки зависит от шага винтовой линии основных и дополнительных промывочных каналов, внутри дополнительных промывочных каналов размещены две и более алмазно-твердосплавные калибрующие пластины, каждая из которых представляет собой элемент отдельной винтовой линии и закреплена на корпусе с помощью пайки или механическим способом под отрицательным углом от минус 5˚ до минус 15˚ относительно поверхности резания. 3 ил.

Снаряд для бурения скважин в высокогазоносных пластах // 2578216

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами. Технический результат заключается в повышении надежности работы снаряда и повышении безопасности проведения буровых работ для обслуживающего персонала. Снаряд для бурения скважин в высокогазоносных пластах содержит коронку для сплошного бурения с промывочными каналами, корпус со стопорами, размещенный в полости корпуса стержневой клапан с радиальными каналами и выступами на наружной поверхности, взаимодействующими со стопорами посредством радиально подпружиненных штифтов. Выступы на наружной поверхности клапана выполнены в виде усеченного конуса с цилиндрическим участком со стороны большего основания конуса, обращенного в сторону коронки, при этом разница между большим и меньшим основаниями конуса s определяется по выражению s=(D-d)/2, где D - диаметр скважины, d - диаметр коронки. 2 ил.

Буровая коронка // 2579821

Изобретение относится к буровым коронкам, предназначенным для бурения, преимущественно, по твердым породам. Технический результат заключается в повышении производительности буровой коронки. Буровая коронка содержит корпус с напорными каналами и полыми твердосплавными вставками, рабочие торцы которых имеют тороидальную форму, а полости их сообщены с полостью корпуса. В корпусе выполнены эжекционные каналы, сообщающие полость корпуса с полостью твердосплавных вставок, при этом часть корпуса ниже эжекционных каналов выполнена в форме цилиндра, на которой установлен узел герметизации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Промывочный узел бурового долота // 2585315

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную посредством фиксатора. Фиксатор выполнен в виде нескольких ступенчатых стержней с цанговой рабочей головкой, ступень большего диаметра которых расположена со стороны выходного торца насадки, при этом насадка выполнена со сквозными осевыми каналами ответной формы, соосно которым в корпусе со стороны дна гнезда выполнена кольцевая расточка для размещения цанговых головок стержней. При этом в кольцевых расточках под большими основаниями цанговых втулок установлены полые тороидальные упругие элементы для удержания фиксаторов в крайнем верхнем положении, выполненные с радиальным каналом, оснащенным подпружиненным обратным клапаном и сообщенным с полостью напорного канала. 2 ил.

Гидравлическая бурильная головка со скользящим калибровочным кольцом // 2586347

Изобретение относится к гидравлическим бурильным головкам. Технический результат заключается в бурении стволов скважин большой длины. Гидравлическая бурильная головка для бурения ствола скважины в горной породе содержит вращающуюся форсунку в сборе, содержащую некоторое количество сопел, расположенных таким образом, чтобы создавать струи жидкости при подаче в них жидкости под давлением. Указанные струи жидкости содержат одну или несколько направляющих струй, направленных в общем направлении движения гидравлической бурильной головки, и одну или несколько расширяющих струй, направленных по существу радиально и предназначенных для расширения исходного ствола скважины, созданного направляющими струями. Гидравлическая бурильная головка содержит также калибровочное кольцо, которое расположено за указанной вращающейся форсункой и размер которого соответствует желаемому диаметру ствола скважины. Указанное калибровочное кольцо может скользить вдоль оси относительно указанной вращающейся форсунки между задним положением, в котором открыты все расширяющие струи, и передним положением, в котором по меньшей мере часть расширяющих струй перекрывается калибровочным кольцом. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство сопла гидравлической бурильной головки // 2586832

Изобретение относится к бурильным гидравлическим режущим головкам. Технический результат заключается в увеличении скорости бурения. Гидравлическая режущая головка содержит несколько сопел во вращающейся форсунке в сборе для резания буровой скважины в горной породе, при этом в указанные сопла подают буровой раствор под высоким давлением, формируя струи, предназначенные для разрезания прилегающей горной породы. Указанные сопла содержат одно или несколько направленных в основном в осевом направлении направляющих сопел и одно или несколько направленных в основном радиально расширительных сопел. По меньшей мере направляющие сопла содержат не сужающуюся выпускную секцию, так что струя, выпускаемая из нее, имеет, по существу, постоянное поперечное сечение в зоне, непосредственно прилегающей к выпускной секции. Передняя часть вращающейся форсунки в сборе содержит направляющие сопла, выполненные со значительно меньшим диаметром, чем следующая часть вращающейся форсунки в сборе, содержащей направляющие сопла. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Буровое алмазное долото для бурения зоны поглощения промывочной жидкости // 2601709

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, применяемому для бурения нефтяных и газовых скважин. Технический результат заключается в возможности использования алмазных долот при бурении зон поглощения промывочной жидкости. Буровое алмазное долото для бурения зоны поглощения промывочной жидкости содержит цилиндрический корпус с резьбой для присоединения к колонне бурильных труб, лопасти с алмазными резцами для разрушения породы, внутренние полости и каналы для подачи промывочной жидкости к забою, твердосплавные насадки, установленные на выходе из этих каналов. В качестве резцов для разрушения породы использованы термостойкие алмазные резцы двойного прессования с минимальным количеством кобальта в верхнем слое, которые установлены на лопастях с отрицательным передним углом в пределах 15-20°, а каналы для подачи промывочной жидкости и твердосплавные насадки имеют проходной диаметр не менее 16 мм. 3 ил.