Снаряд для бурения скважин в высокогазоносных пластах



Снаряд для бурения скважин в высокогазоносных пластах
Снаряд для бурения скважин в высокогазоносных пластах

 


Владельцы патента RU 2578216:

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 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.

 

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 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 снаряд для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащий 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 (см. авт. св. СССР №364735, кл. Е21В 10/42, 1973 г.).

К недостаткам данного снаряда следует отнести малую надежность в работе, особенно при бурении по перемежающимся породам. Это связано с изменением диаметра скважины из-за изменения физико-механических свойств разбуриваемых пород и точечным контактом выступов клапана со стопорами. Это приводит, даже при небольшой вибрации снаряда, к смещению стопора относительно выступов и нарушению надежности фиксации снаряда со стенками скважины со всеми вытекающими последствиями, вплоть до травмирования бурового персонала.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности работы снаряда и повышение безопасности проводимых работ для обслуживающего персонала.

Указанный технический результат достигается тем, что в снаряде для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащем 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, согласно изобретению 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 s между большим и меньшим основаниями конуса определяется по формуле:

s=(D-d)/2, где D - диаметр скважины; d - диаметр коронки.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид коронки в продольном разрезе в транспортном положении; на фиг. 2 - фрагмент снаряда со стопором в увеличенном масштабе.

Снаряд для бурения скважин в высокогазоносных пластах содержит коронку 1 для сплошного бурения с породоразрушающими элементами 11 и промывочными каналами 2, корпус 3 со стопорами 4, размещенный в полости корпуса 3 полый стержневой клапан 5 с радиальными каналами 6 и выступами 7 на наружной поверхности, взаимодействующими со стопорами 4 посредством радиально подпружиненных пружинами сжатия 8 штифтов 9. Для повышения эффективности работы стопорного узла снаряда штифты 9 снабжены сферическими опорами 10, контактирующими с конической частью выступов 7 клапана 5 и обеспечивающими прижатие стопоров 4 к стенкам скважины. При этом радиальные каналы 6 выполнены в нижней части клапана 5 и совпадают в рабочем положении с промывочными каналами 2 коронки 1. Для повышения надежности работы промывочной системы снаряда коронка 1 может быть выполнена с расточкой (не показано), совмещаемой в крайнем нижнем (рабочем) положении клапана 5 с промывочными каналами 2 коронки 1. Выступы 7 на наружной поверхности клапана 5 выполнены в виде усеченного конуса 12, большее основание которого обращено в сторону коронки 1, и цилиндрического участка 13 со стороны большего основания конуса, при этом разница между большим и меньшим основаниями конуса s определяется по формуле: s=(D-d)/2, где D - диаметр скважины, который при бурении по перемежающимся породам меняется в широких пределах в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород; d - диаметр коронки.

В процессе бурения промывочная жидкость через колонну буровых штанг подается в полость коронки 1 и оттуда через радиальные каналы 6 в кольцевую расточку и далее через промывочные каналы 2 на забой скважины. При встрече пластов с высоким содержанием 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 полость коронки 1 через промывочные каналы 2 буровой коронки 1, клапан 5 поднимается вверх и, воздействуя на стопоры 4 через выступы 7, заклинивает корпус 3 в скважине. При этом благодаря выполнению выступа в виде усеченного конуса 12 с цилиндрическим участком 13 обеспечивается надежная фиксация снаряда в скважине и исключаются случаи срыва стопоров 4 со стенок скважины, а следовательно, и случаи травмирования бурового персонала.

Таким образом, применение предложенного снаряда повышает надежность его работы при бурении по взрывоопасным пластам и безопасность проводимых долот.

Снаряд для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащий 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, отличающийся тем, что 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 формуле s=(D-d)/2, где D - диаметр скважины, d - диаметр коронки.



 

Похожие патенты:

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.

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

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам для вращательного бурения. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота.

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

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

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

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.
Наверх