Инструмент для бурения

 

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ БУРЕНИЯ, содержащий бурильную колонну, жестко 5 язанный с ней центральный забурник, под пружиненный относительно бурильной колонны корпус с лапами, на которых закрепт лены поворотные диски, имеющие секции с резцами различной геометрии и связаннее с .центральным забурником тосредством цевочной передачи, отличающийся /тем, что с целью повышения долговечности инструмента , цевки размещены на торцовы.х поверхностях поворотных дисков,. а на центральном забурнике выполнены соответствующие цевкам пазы, при этом секции с резцами различной геометрии расположены по всей окружности поворотных -дисков.. $ СО сд 00, оо

СОЮЗ COBETCHHX Ц

РЕСПУЬЛИН

3 !51) Е 21 С 10 00

ГОСУДФРСТВЕННЫЙ HOMHTET .СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 359! 693/22-03 (22) 18.05.83

146) 5.0984. Бюл. № 34 (71) E:. Ю. Хайруллин

171) Западно-Сибирский научно-исследовательский .геологоразведочный нефтяной институт (53) 622.24.051.54 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

945348, кл, E 21 В 10 00, 1980. й. Авторское свидетельство СССР

Рй 8467(0, кл. Е 21 В 10/34 (прототип). (54) (57) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ БУРЕНИЯ, содержащий бурильную колонну, жестко

„„SU„„1113538 A связанный с ней центральный забурник, под пружиненный относительно бурильной колонны корпус с лапами, на которых закреп-. лены поворотные диски, имеющие секции с резцами различной геометрии и связанные с центральным забурником посредством цевочной передачи, отличающийся тем, что с целью повышения долговечности инструмента, цевки размещены на торцовых поверхностях поворотных дисков,. а на центральном забурнике выполнены соответствующие цевкам пазы, при этом секции с резцами различной геометрии расположены по всей окружности поворотных дисков..

1113538

Изобретение относится к горному делу, я именно к инструменту для бурения со сменными породоразрушающи ми элементами.

° Известно буровое долото, включающее корпус с выдвинутыми и утопленныл1и режущими элементами, выдвижными опорными штоками, поршень и механизм утапливания, содержащий стакан с зубчатым торцом, взаимодействующим с диском, размещенным над подпружиненным опорным 10 штоком, причем внутренняя поверхность стакана выполнена конической с меньшим основанием у диска fl).

Недостатком данного долота является низкая эффективность работы при перемещающейся крепости буримых пород вследствие того, что смена выдвинутых режущих элементов утопленными режущими элементами может производиться лишь однократно, причем конструкция механизма утапливания не позволяет производить обратное введение в работу по разругценик> породы выдвинутых режущих элементов.

Известен также инструмент для бурения, содержащий бурильную колонну, жест- ко связанный с ней центральный забурник, 25 подпружиненный относительно бурильной колонны корпус с лапами, ня которых закреплены поворотные диски, имекццие секции с резцами различной геометрии и связанные с центральным зябурником посредством цевочной передачи 12). ЗО

Недостатками известного инструмента являются низкая эффективность и недолговечность работы вследствие того, что резцы с различной геометрией и пазы, взаимодействукнцие с цевкями, расположены на одной окружности диска. Это позволяет использовать для размещения резцов не более половины окружности диска, и связи с чем диаметр режущей головки забурника должен быть не менее диаметра диска, поэтому забурник, постоянно контактирующий 4О с забоем, изнашивается интенсивнее по сравнению с резцами ня диске, у которых при чередова ни и крепости бури мой породы осуществляется автоматический вывод из контакта с породой и ввод в работу резцов с необходимой геометрией.

Кроме того, размещение ня диске резцов с геометрией режущих элементов, рассчитанных для бурения твердых и мягких, пород, не отражает действительного состояния разреза скважины при чередовании горных пород, так как кроме твердых и мягких пород встречаются и промежуточные— средние по крепости породы, бурение которых наиболее эффективно осуществляется резцами с соответствующей геометрией режущих элементов. Но так как подобные резцы на дисках отсутствуют, в бурении средНих пород участвуют резцы с геометрией режущих элементов, рассчитанных для бурения как твердых, так и мягких пород, т. е диск поворачивается таким образом, чтс в контакте с забоем находится часть резцов одной геометрии и часть резцов дру гой геометрии. Тем самим снижается эф фективность работы долота и его долговеч. ность, тяк как в разрушении средних пп крепости пород участвуют резцы с нерациональной геометрией режущих элементов, износ которых более интенсивный.

Пель изобретен ия --- повышение дол. говечности инструмента.

Указанная цель достигается тем, что инструменте для бурения, содержащем бурильнук> колонну, жестко связанный с ней центральный зябуриик, подпружиненный относительно бурильной колонны корпус с лапами, на которых закреплены поворотные диски, имеющие секции с резцами различной геометрии и связанные с центральным забурником посредством цевочной передачи, цевки размещены на торцовых поверхностях поворотных дисков, а ня центральном забурнике выполнены соответствук)щие цевкам пазы, при этот секции с резцами различной геометрии расположены по всей окружности поворотных дисков.

На фиг. 1 изображено долото., общий вид, разрез; на фиг. 2 — — разрез А--А ня фиг. I; на фиг. 3 — разрез Б — b на фит. I.

Инструмент содержит зябуриик l, соединяемый с колонной бурильных труб (не показано). На забурнике I установлен с возможностью продольного перемегцения вдоль оси долота и связанный с зябурником 1 шлицевым соединением 2 корпус 3. В верхней части забурника 1 выполнен фланец 4, служащий опорой для пружины 5, а ня верх- нем торце корпуеа 3 закреплена крышка 6, ограничивающая смещение корпуса 3 вниз.

В лапах 7 корпуса 3 на осях 8 установлены поворотные диски 9, помещенные на торцовых поверхностях 10. На окружности дисков 9 размещены несколько секций резцов с различной геометрией режущих элементов: секция 11 — для бурения мягких пород; секция 12 — для бурения средних пород; секция 13 — для бурения твердых пород.

Нижний торец хвостовика 14 забурникя I оснащен сменной режущей головкой 15, над которой в теле хвостовика 14 выполнены пазы 16, взаимодействующие с цевками 10 при перемещении корпуса 3 относительно зябурника I. Буровой раствор циркулирует через долото по центральному каналу 17 забурника 1, отверстия 18 в головке 15, отверстия 19 в забурнике и отверстия

20 (фиг. 3) в корпусе 3.

Инструмент работает следующим образом.

После спуска на забой, включения «ромывки и вращения, на инструмент создается осевая нагрузка. Поскольку при спуске инструмента в скважину корпус 3 пружи1! 1З5ЗЗ

4«l J

Фи 2

Составитель < Денисова

Техред И. Верее Корректор Г. Ре<иетник

Тираж 564 I!одннсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

«о делам изобретений и открытий

I l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау<нскан наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектнан. 4

Релактор М, Бандура

Заказ 6 2<<<),<27 нами 5 отжат в крайнее нижнее положение, диски 9 поворачиваются такнч образом, что первоначально в рабочем положении для контакта с забоем оказывается секция !! резцов с геометрией режу<цих элементов, рассчитаннои для бурения мягких пород.

При встрече пород большей крепости, например средних по твердости и прочности, сопротивление бурению увеличивается, реакция на диске 9 еп стороны забоя возрастает, в результате чего корпус 3, преодолевая сопротивление пружины 5, пс ремещается вверх до тех пор, пока реакция забоя на диске. 9 и усилие сжатия пружины 5 не сравняются. При этом цевки 10 взаимодействуют с пазами 16 хвостовнка 14, благодаря чему диски 9 разворачиваются таким образом, что в контакт с забоем вступают резцы секции 12 с геометрией режущих элеме«т<гв. рассчитанной для бурения средних г<о крепости пород (показано иа фиг. 1).

Дальнейшее переме<пенне корпуса 3 вверх относительно забурника 1 при встрече пропластов с твердой породой вводит в работу резцы секции 13, рассчитанные для бут<ения твердых пород.

11ри уменьшении твердости бурил<ого пропластка пружина 5 отжимает корпус 3 вниз и тем самым в работу вводятся резцы

1О с соответствующей геометрией режу<них элементов.

Использование изобретения позволяет повысить долговечность инструмента для бурения, что повышает проходку и увели чнвает рейсовую скорость.

Ожидаемый годовой экоп<>мичсгкий эффект от применения инструмснг» для бурснил составит 59! руб.