Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах (варианты)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами. Технический результат - повышение безопасности и эффективности работы коронки благодаря исключению непроизводительных затрат времени на очистку бурового става от попавшего забойного шлама. Буровая коронка содержит корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями. Особенностью коронки является то, что она снабжена несколькими дополнительными каналами, оснащенными шаровыми клапанами и размещенными симметрично относительно продольной оси запорного органа, при этом коронка выполнена, по меньшей мере, с двумя промывочными каналами, расположенными симметрично относительно продольной оси корпуса, при этом в периферийной части дна корпуса выполнены карманы для шаровых клапанов, которые установлены в верхней части дополнительных каналов. Другой особенностью коронки является выполнение запорного органа с несколькими радиально закрепленными штифтами, а корпуса - с кольцевой расточкой на внутренней поверхности, в которой установлен упругий элемент, причем наружные концы радиальных штифтов установлены в кольцевой расточке корпуса между ее верхним торцом и упругим элементом. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 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 (см. авт. св. СССР №316846, кл. Е21В 10/36, 1971 г.).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями (см. авт.св. СССР №451832, кл. Е21В 10/00, 1975 г.).

К недостаткам известных коронок - аналога и прототипа - следует отнести малую надежность срабатывания их запорного узла при микровыбросах. Это объясняется тем, что усилие при выбросе газа действует на запорный орган только с одной стороны, а именно со стороны промывочного канала. Действие эксцентричной нагрузки может привести к заклиниванию запорного органа и не может защитить полость бурового стаза от попадания шлама. Этому способствует также и выполнение запорного органа с дебалансной вставкой, создающей дополнительную эксцентричную нагрузку на запорный орган. Другим недостатком известных коронок является значительное время срабатывания запорного органа, что также снижает эффективность их работы по защите от попадания шлама в полость бурового става. По этой причине велика вероятность попадания шлама в полость бурового става во время срабатывания запорного органа, что в последующем может привести к возникновению аварийной ситуации из-за заклинивания запорного органа попавшим в полость бурового става шламом.

К недостаткам данной коронки следует отнести также и вероятность попадания угольной пыли в полость бурового става и на обратные конические поверхности клапана в процессе спуска инструмента. Это также способствует заклиниванию клапана со всеми вытекающими последствиями, указанными выше.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение безопасности проведения работ и надежности срабатывания запорного органа и как следствие этого - повышение эффективности работы коронки благодаря исключению непроизводительных затрат времени на очистку бурового става от попавшего в его полость бурового шлама.

Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в коронке для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащей корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями, согласно изобретению, запорный орган снабжен несколькими радиально закрепленными штифтами, а корпус выполнен с кольцевой расточкой на внутренней поверхности, в которой установлен упругий элемент, причем наружные концы радиальных штифтов установлены в кольцевой расточке корпуса между ее верхним торцом и упругим элементом, при этом коронка выполнена, по меньшей мере, с двумя промывочными каналами, расположенными симметрично относительно продольной оси корпуса.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями, согласно изобретению, снабжена несколькими дополнительными каналами, оснащенными шаровыми клапанами и размещенными симметрично относительно продольной оси запорного органа, при этом на дне корпуса выполнены карманы для шаровых клапанов.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что карманы на дне корпуса выполнены в его периферийной части, а шаровые клапаны установлены в верхней части дополнительных каналов.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает коронку в рабочем положении, сечение А-А на фиг.2, а на фиг.2 - вид со стороны рабочего торца коронки.

Буровая коронка содержит корпус 1 с промывочными каналами 2 и установленный в полости корпуса 1 запорный орган 3 с лопастями 4 в его верхней части. Запорный орган 3 установлен через шарик 5 на вертикальном штифте 6, который закреплен в глухом пазу корпуса 1. Запорный орган 3 снабжен несколькими радиально закрепленными штифтами 7, а корпус 1 выполнен с кольцевой расточкой 8 на внутренней поверхности, в которой установлен упругий элемент 9, причем наружные концы радиальных штифтов 7 установлены в кольцевой расточке 8 между ее верхним торцом 10 и упругим элементом 9. При этом ход упругого элемента 9 выбирается таким образом, чтобы в транспортном положении штифты 7 занимали такое положение, при котором запорный орган 3 перекрывал бы проходное сечение ниппеля 14. Это исключает попадание буровой мелочи в полость бурового става и в зазор между обратным конусом запорного органа 3 и нижней частью ниппеля, образующего для него седло.

По обоим вариантом коронка выполнена, по меньшей мере, с двумя промывочными каналами 2, расположенными симметрично относительно продольной оси корпуса 1.

По второму варианту коронка снабжена несколькими дополнительными каналами 11, оснащенными шаровыми клапанами 12 и размещенными симметрично относительно продольной оси запорного органа 3. Симметричная схема расположения промывочных 2 и дополнительных 11 каналов относительно продольной оси корпуса при условии выполнения их с одинаковым поперечным сечением обеспечивает равномерное нагружение запорного органа 3 и тем самым уменьшает вероятность его заклинивания при возникновении газовых микровыбросов. Для разрушения породы используются породоразрушающие вставки 13 в виде твердосплавных пластин или синтетических алмазных вставок. Вооружение коронки выбирается в зависимости от крепости разбуриваемых пород. Коронка через ниппель 14 соединяется с буровым ставом, посредством которого и спускается в скважину. При нормальном процессе бурения очистной агент (жидкость или газ) из бурового става через канал 15 в ниппеле 14 подается в каналы 2 в корпусе 1 и направляется на забой скважины, проходя через лопасти 4. Последние создают крутящий момент, который передается на запорный орган 3, что также уменьшает вероятность заклинивания запорного органа 3. Благодаря оснащению дополнительных каналов 11 шаровыми клапанами 12 в рабочем положении каналы 11 закрыты и они не нарушают заданную схему промывки скважины. В момент микровыброса шаровые клапаны 12 открываются и через основные 2 и дополнительные каналы 11 газ, как правило метановый, поступает в полость коронки и воздействует на нижний торец запорного органа 3. При этом шаровые клапаны 12 благодаря расположению их в верхней части дополнительных каналов 11 моментально выбрасываются и под действием центробежных сил попадают в карманы 16, расположенные в периферийной части дна корпуса 1. Запорный орган 3 под действием давления газа поднимается вверх и перекрывает проходное сечение ниппеля 14, предотвращая попадание шлама в полость бурового става. Учитывая наличие дополнительных каналов 11, давление на запорный орган 3 увеличивается в несколько раз, что резко сокращает время его срабатывания. Этому способствует также и наличие упруго элемента 9. Это практически исключает попадание шлама в полость бурового става.

Применение предложенной коронки повышает как безопасность работ, так и ее эффективность благодаря исключению непроизводительных затрат времени на очистку бурового става от попавшей буровой мелочи.

1. Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями, отличающаяся тем, что запорный орган снабжен несколькими радиально закрепленными штифтами, а корпус выполнен с кольцевой расточкой на внутренней поверхности, в которой установлен упругий элемент, причем наружные концы радиальных штифтов установлены в кольцевой расточке корпуса между ее верхним торцом и упругим элементом.

2. Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена, по меньшей мере, с двумя промывочными каналами, расположенными симметрично относительно продольной оси корпуса.

3. Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями, отличающаяся тем, что она снабжена несколькими дополнительными каналами, оснащенными шаровыми клапанами и размещенными симметрично относительно продольной оси запорного органа, при этом на дне корпуса выполнены карманы для шаровых клапанов.

4. Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах по п.3, отличающаяся тем, что карманы на дне корпуса выполнены в его периферийной части.

5. Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах по п.3, отличающаяся тем, что шаровые клапаны установлены в верхней части дополнительных каналов.



 

Похожие патенты:

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

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

Изобретение относится к буровому долоту для ударного бурения твердых пород. .

Долото // 2245435
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам, предназначенным для вибровоздействия на долото и на его промывку. .

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения. .

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к буровому породоразрушающему инструменту, в частности к шарошечным долотам гидромониторного типа.

Изобретение относится к буровым машинам ударно-вращательного действия, а именно к буровому инструменту, предназначенному для работы с погружными пневмоударниками, и может быть использовано для проходки скважин в крепких горных породах.

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить скорость бурения в мягких и вязких породах долотами для ударно-вращательного бурения путем исключения перекрытия продувочного канала неразрушенным керном.

Изобретение относится к горной промышленности и м.б. .

Изобретение относится к твердосплавному инструменту для бурения шпуров и скважин. .

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для промывки бурового долота

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения, преимущественно, по мерзлым породам

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин и шпуров преимущественно по выбросоопасным пластам

Изобретение относится к погружным устройствам для бурения скважин ударно-вращательным способом, применяется в горной промышленности, строительстве и геологоразведке

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к буровым инструментам, предназначенным для бурения скважин ударно-вращательным способом, и может быть использовано при бурении скважин в крепких горных породах. Буровая коронка содержит корпус с центральным и боковыми каналами для прохода промывочного агента к периферийным породоразрушающим вставкам, установленным в корпусе, и центрирующий врубовый зубок, закрепленный в центральном отверстии, выполненном в опережающей части корпуса. В корпусе по образующей цилиндрической поверхности его центрального отверстия выполнены продольные каналы, которыми указанный центральный канал сообщен с поверхностью центральной опережающей части корпуса, образующие в зоне упомянутого центрального отверстия кулачки. Технический результат - повышение эффективности работы буровой коронки, улучшение очистки от буровой мелочи и обеспечение стабильности условий крепления центрального врубового зубка путем охлаждения центральной опережающей части корпуса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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. Технический результат заключается в увеличении скорости проходки долота. Буровое долото содержит головку долота, выполненную с возможностью прикрепления на конце бурильного элемента бурильной компоновки, имеющую диаметр, превышающий диаметр бурильного элемента, и имеющую на переднем конце по направлению бурения форму усеченного конуса, образованного проходящим по периметру кольцом, снабженным множеством калибровочных зубков, расположенных на расстоянии друг от друга по длине кольца для контакта с материалом, подлежащим разрушению, центральный промывочный канал, проходящий через головку долота и имеющий, по меньшей мере, одно промывочное отверстие, открывающееся на переднем конце для подачи промывочной среды к переднему концу, по меньшей мере, одно периферийное промывочное отверстие из, по меньшей мере, одного промывочного отверстия открывается в указанном кольце. Указанный промывочный канал содержит участок, заканчивающийся периферийным промывочным отверстием и направленный так, что струя промывочной среды из указанного отверстия ударяет по пятну на материале, с которым контактирует калибровочный зубок во время следующего удара бурового долота, причем струя промывочной среды из промывочных отверстий направлена на участки стенки ствола, бурящегося в породе, при этом, по меньшей мере, два периферийных промывочных отверстия открываются в указанном кольце. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.

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 области металлургии и горного дела, а именно к коронкам для вскрытия леток доменной печи, а также для ударно-вращательного бурения мелко шпуровых скважин. Технический результат заключается в повышении ресурса и скорости бурения. Коронка для ударно-вращательного бурения содержит корпус со сквозным осевым отверстием, перья, которые разделены продольными и радиальными каналами, соединенными с осевым отверстием. В перьях выполнены глухие радиальные пазы, в которых заподлицо с боковой поверхностью перьев установлены твердосплавные пластины. Пазы в перьях выполнены с опережением по углу на 7-10° относительно радиуса коронки. Радиальные каналы выполнены прямоугольного сечения. Угол между осью радиальных каналов и смежной пластиной меньше половины угла между смежными пластинами. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх