Стабилизирующее двухъярусное долото для отбора керна

Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано с целью отбора керна. Стабилизирующее двухъярусное долото включает хвостовик, нижний забуривающий и верхний разбуривающий со стабилизаторами яруса, которые состоят из ряда симметрично расположенных режущих лопастей, включающих радиально расположенные режущие элементы. Нижний ярус долота представлен съемной бурильной головкой, армированной PDC. Бурильная головка и верхний разбуривающий ярус соединены с возможностью совместного вращения в одну сторону. Бурильная головка выполнена с возможностью отбора керна. Внутри стабилизирующего двухъярусного долота расположена колонковая труба. Долото выполнено с возможностью соединения с колонковым набором. Технический результат заключается в расширении диапазона применимости, увеличении механической скорости бурения и ресурса долота, что достигается за счет размещения в нижнем ярусе долота съемной бурильной головки с целью отбора керна при одновременном бурении скважины заданного диаметра. 2 ил.

 

Разработка относится к области бурения скважин долотами режущего типа и может найти применение в горнодобывающей и нефтегазовой отраслях при бурении скважин различного назначения. Двухъярусное долото режущего типа предназначено для бурения с забойным двигателем в породах выше средней крепости и крепких.

Известно многоярусное долото режущего типа (см. патент на изобретение РФ №2310732. Многоярусное долото режущего типа / Третьяк А.Я., Чихоткин В.Ф., Литкевич Ю.Ф., Асеева А.Е. Заявка 2006100565/03(000634) от 16.01.2006; опубл. 20.11.2007; Бюл. №32), предназначенное для бурения скважин различного назначения в породах VI-VIII категории по буримости.

Известно также стабилизирующее двухъярусное долото режущего типа, принятое нами за прототип (патент РФ №2445433).

Недостаток - в случае необходимости (встреча продуктивных пластов в процессе бурения ствола скважины) невозможно отобрать керн.

Задачей изобретения является усовершенствование известного долота, придание ему дополнительной функции (возможности отбора керна). Выполняется эта задача путем замены забуривающего яруса известного стабилизирующего двухъярусного долота режущего типа на съемную буровую головку, армированную PDC(алмазный твердосплавный пластиной).

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1., где представлено стабилизирующее двухъярусное долото. Для отбора керна, выше долота расположена колонковая труба.

Стабилизирующее долото для отбора керна используется только в интервалах отбора керна по стволу скважины, путем замены нижнего разбуривающего яруса на бурильную головку (фиг. 2) предназначенную для отбора керна.

Предлагаемое долото экономически эффективно, так как позволяет:

- осуществлять бескерновое бурение с высоким стабилизирующим эффектом, то есть степень вертикальности будет достаточно высокая;

- отбирать керн в заданных интервалах по стволу скважины путем замены разбуривающего яруса на бурильную головку и включения колонковой трубы в состав снаряда;

- после отбора керна любым керноприемным устройством отпадает необходимость этот интервал разбуривать до проектного диаметра, так как верхний разбуривающий ярус уже сформировал требуемый диаметр;

- способствует увеличению механической скорости бурения, скорости проходки и его износостойкости;

- сбалансировать общую нагрузку на долото;

- формировать оптимальную режущую структуру долота для эффективного разрушения породы;

- увеличить динамическую стойкость долота;

- обеспечить высокую управляемость долота;

- снизить стоимость буровых работ;

- долото способно выбуриваться, в случае обвала стенок скважины;

- один непрерывный элемент конструкции - бурильная головка и разбуривающий ярус - создает монолитность конструкции долота;

- сбалансировать конструкцию долота по массе и действующим на него силам;

- уменьшить крутящий момент на буровом ставе, что препятствует возникновению крутильных колебаний, которые снижают качество отбираемого керна.

На фиг. 1 показан общий вид стабилизирующего двухъярусного долота для отбора керна.

На фиг. 2 показан вид снизу съемной буровой головки.

Стабилизирующее двухъярусное долото для отбора керна 1 включает стабилизаторы 2, 5, режущие элементы разбуривающего яруса 3, режущие элементы буровой головки 4, переводник для соединения долота с колонковым набором 7, колонковую трубу 6, буровую головку 8, цанговый кернорватель 9, рычажковый кернорватель 10, корпус кернорвательного снаряда 11, лопасти разбуривающего сектора 12.

Предлагаемое стабилизирующее двухъярусное долото для отбора керна работает следующим образом. Промывочная жидкость, двигаясь через колонковую трубу - 6 и стабилизирующее двухъярусное долото для отбора керна - 1, выходит на поверхность по зазору между стенками скважины и долотом транспортирует продукты разрушения горных пород на поверхность. Керн при этом заходит в колонковую трубу - 6, а весь буровой снаряд вращается вправо. После заполнения колонковой трубы осуществляется подъем инструмента на поверхность и извлечение керна из колонковой трубы.

Заявленное решение на предлагаемое изобретение «стабилизирующее двухъярусное долото для отбора керна» удовлетворяет патентоспособности «изобретательский уровень» и представляет собой качественно новое долото. В связи с этим можно сделать вывод о наличии в предполагаемом изобретении «существенных отличий» и соответствия патентоспособности «новизна». При этом керноприемный снаряд 11 и бурильная головка (фиг 2) не заявляются как изобретение.

Стабилизирующее двухъярусное долото, включающее хвостовик, нижний забуривающий и верхний разбуривающий со стабилизаторами ярусы, которые состоят из ряда симметрично расположенных режущих лопастей, включающих радиально расположенные режущие элементы, отличающееся тем, что нижний ярус долота представлен съемной бурильной головкой, армированной PDC, при этом бурильная головка и верхний разбуривающий ярус соединены с возможностью совместного вращения в одну сторону, бурильная головка выполнена с возможностью отбора керна, внутри стабилизирующего двухъярусного долота расположена колонковая труба и долото выполнено с возможностью соединения с колонковым набором.