Долото для бурения на обсадной колонне

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для бурения скважины, изготовленным из разбуриваемых материалов, которые могут быть использованы для бурения на обсадной колонне. Долото для бурения на обсадной колонне включает корпус, лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы. Лопасти с резцами PDC выполнены на сферической оправке с отверстиями, установленной на наклонной цапфе с каналом, соединённой резьбой с корпусом, имеющим калибрующие лопасти с износостойкими вставками, оснащенным промывочным каналом, соединенным с каналом цапфы и отверстиями оправки, в которые установлены гидромониторные насадки. Оправка, лопасти и цапфа выполнены из разбуриваемого материала. Предлагаемая конструкция долота позволяет бурить на обсадной колонне с допустимым крутящим моментом без нарушения резьбы и потери герметичности, а после его разбуривания обеспечить дальнейшее углубление скважины необходимого диаметра без затяжек и посадок бурильного инструмента. 2 ил.

 

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для бурения скважины, изготовленных из разбуриваемых материалов, и могут быть использованы для бурения на обсадной колонне.

Известен буровой башмак (патент US № 7096982 В2, Е21В 10/20, опубл. 29.08.2006 г.), включающий цилиндрический корпус с установленным в нем узлом из разбуриваемого металла, такого как алюминий, и резьбовой конец для присоединения к колонне обсадных труб. Инструмент включает лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы, внутренние полости и каналы для подачи промывочной жидкости к забою, медные, керамические или твердосплавные насадки, установленные на выходе из этих каналов. В одном из конструктивных исполнений на башмаке внутренняя выдвигаемая разбуриваемая часть представляет узел, состоящий из сердечника и седла, через который осуществляется промывка и который является толкательным элементом в процессе раскрытия лопастей по мере достижения проектного забоя, после чего башмак разбуривается стандартным PDC долотом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является долото для бурения на обсадной колонне (патент РФ № 156923, МПК Е21В 10/64, опубл. 20.11.2015 г., бюл. № 32), включающее корпус с отверстиями и раздвижные лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы, разбуриваемый узел, состоящий из седла и сердечника с отверстиями, на которых установлены насадки. Разбуриваемый узел выполнен из полимерного материала. В качестве полимерного материала используют полиамид.

Недостатками этих устройств являются:

- после бурения необходимого интервала и активации долота с раздвижением лопастей происходит отрыв лопастей от корпуса и при дальнейшем углублении скважины из-под этого долота постоянные зацепы компоновки за лопасти приводят к аварийной ситуации, связанной с заклиниванием компоновки;

- высокие крутящие моменты, возникающие при бурении этим долотом, приводят к нарушению резьбового соединения обсадной колонны, которое не предназначено для восприятия таких нагрузок и, как следствие, обсадная колонна становится не герметичной.

Технической задачей предлагаемого устройства является создание такой конструкции долота для бурения, которая позволяет бурить на обсадной колонне с допустимым крутящим моментом без нарушения резьбы и потери герметичности, а после его разбуривания обеспечить дальнейшее углубление скважины необходимого диаметра без затяжек и посадок бурильного инструмента.

Техническая задача решается долотом для бурения на обсадной колонне, включающим корпус, лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы.

Новым является то, что лопасти с резцами PDC выполнены на сферической оправке с отверстиями, установленной на наклонной цапфе с каналом, соединенной резьбой с корпусом, имеющим калибрующие лопасти с износостойкими вставками и оснащенным промывочным каналом, соединенным с каналом наклонной цапфы и отверстиями оправки, в которые установлены гидромониторные насадки, при этом оправка, лопасти и цапфа выполнены из разбуриваемого материала.

На фиг. 1 показано долото для бурения на обсадной колонне.

На фиг. 2 показано долото для бурения на обсадной колонне с частичным разрезом.

Долото для бурения на обсадной колонне (фиг. 1) включает корпус 1, лопасти 2 с резцами PDC 3 для разрушения горной породы.

Лопасти 2 с резцами PDC 3 выполнены на сферической оправке 4 (фиг. 2) с отверстиями 5, установленной на наклонной цапфе 6 с каналом 7. Наклонная цапфа 6 соединена резьбой 8 с корпусом 1 (фиг. 1), имеющим калибрующие лопасти 9 с износостойкими вставками 10. Корпус 1 оснащен промывочным каналом 11 (фиг. 2), соединенным с каналом 7 наклонной цапфы 6 и отверстиями 5 оправки 4, в которые установлены гидромониторные насадки 12. Оправка 4, лопасти 2 и наклонная цапфа 5 выполнены из разбуриваемого материала, например, дюрали.

Долото для бурения на обсадной колонне работает следующим образом.

Долото соединяют с колонной обсадных труб 13 по внутренней резьбе 14 на корпусе 1 долота и спускают на забой скважины. Колонну обсадных труб 13 начинают вращать с одновременной подачей промывочной жидкости (бурового раствора) с осевой нагрузкой вниз, осуществляя процесс бурения.

Работа долота основана на режуще-истирающем действии. Конструкция долота позволяет снизить крутящий момент колонны при бурении за счет значительного снижения скорости вращения оправки 4 вокруг своей оси по сравнению со скоростью вращения колонны труб. При бурении резцы PDC 3, расположенные на лопастях 2, двигаются по сложным траекториям с различными характеристиками и пространственными положениями, они наносят на поверхность забоя сетку поражения, расчленяя тем самым забой на отдельные зоны, порода в которых будет обладать меньшей сопротивляемостью разрушению.

Кроме того, резцы PDC 3 при вращении оправки 4 периодически входят в контакт с породой на забое и выходят из него, успевая охладиться и предотвратить перегрев резцов PDC 3, что обуславливается кинематикой работы долота и значительно повышает стойкость резцов PDC 3 и снижает крутящий момент.

Благодаря тому, что на корпусе 1 выполнены калибрующие лопасти 9 с износостойкими вставками 10 значительно улучшается качество ствола скважины, что положительно влияет на прохождение колонны обсадных труб 13 в процессе бурения и дальнейшее качество цементирования.

Промывочная жидкость при прокачивании через колонну обсадных труб 13 попадает в промывочный канал 11 корпуса 1, затем попадает в канал 7 наклонной цапфы 6, далее в отверстия 5 оправки 4. Благодаря тому, что отверстия 5 оправки 4 снабжены гидромониторными насадками 12, в процессе бурения происходит размывание породы, эффективная очистка забоя и охлаждение резцов PDC 3.

Предлагаемая конструкция долота позволяет бурить на обсадной колонне с допустимым крутящим моментом без нарушения резьбы и потери герметичности, а после его разбуривания обеспечить дальнейшее углубление скважины необходимого диаметра без затяжек и посадок бурильного инструмента.

Долото для бурения на обсадной колонне, включающее корпус, лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы, отличающееся тем, что лопасти с резцами PDC выполнены на сферической оправке с отверстиями, установленной на наклонной цапфе с каналом, соединённой резьбой с корпусом, имеющим калибрующие лопасти с износостойкими вставками, оснащенным промывочным каналом, соединенным с каналом цапфы и отверстиями оправки, в которые установлены гидромониторные насадки, при этом оправка, лопасти и цапфа выполнены из разбуриваемого материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к бурильным компоновкам для выполнения скважины в грунте или горной породе. Технический результат заключается в уменьшении длины буровой коронки и увеличении скорости бурения.

Группа изобретений относится к вариантам концевого инструмента обсадной колонны, обеспечивает эффективное, равномерное пробуривание концевого инструмента, улучшенную фрагментацию концевого инструмента при его пробуривании, повышение эффективности работы инструмента при бурении и разбуривании, повышение устойчивости к разрушению, абразивному воздействию, ударным нагрузкам.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту для бурения скважин, а именно к вставным долотам. .

Изобретение относится к бурению, а именно к буровым долотам режуще-истирающего типа. .

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для использования в снарядах для бурения с отбором керна геологоразведочных скважин с заменой буровой коронки без подъема труб преимущественно в снарядах со съемным керноприемником.

Изобретение относится к буровому инструменту вращательного действия и может быть использовано при бурении скважин без подъема бурильной колонны при смене бурового инструмента.

Группа изобретений относится к скважинному инструменту и способу производства скважинного инструмента. Технический результат заключается в увеличении эксплуатационного ресурса инструмента путем уменьшения скопления накипи и налипания разбуренной породы на инструмент, с поддержанием износостойкости и эрозионной стойкости покрытия, имеющего высокую прочность химической связи с базовым материалом.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу крепления пластин-резцов со сверхтвердыми слоями и твердосплавной подложкой для бурения кольцевыми коронками.

Группа изобретений относится к режущему элементу, способу его формирования и инструменту для бурения подземных пород. Технический результат заключается в снижении повреждений и дефектов в режущем элементе.

Изобретение относится к способу нанесения состава для поверхностного упрочнения на поверхность бурового инструмента. Технический результат заключается в повышении износостойкости бурового инструмента.

Изобретение относится к горному делу, а точнее к буровому инструменту ударно-поворотного действия. Технический результат заключается в снижении энергоемкости процесса бурения и трудоемкости при изготовлении буровой коронки.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот преимущественно режущего типа. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу крепления двух- и трехслойных пластин-резцов со сверхтвердыми слоями и твердосплавной подложкой для бурения кольцевыми коронками.

Изобретение относится к обработке материалов и может быть использовано при сверлении отверстий сверлильными коронками. Сверлильная коронка содержит режущую часть с кольцевым участком, который на первом конце соединен с одним или несколькими режущими элементами и на втором конце имеет первый вставной элемент и участок стержня сверла с цилиндрическим хвостовиком.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке материалов сверлильными коронками. Сверлильная коронка имеет режущую часть с кольцевым участком, который на первом конце соединен с одним или несколькими режущими элементами, а второй конец имеет наружный вставной элемент и упорное плечо.

Изобретение может быть использовано для ремонта бурового долота. В соответствующие карманы для удержания резцов вводят продавочные элементы.

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для бурения скважины, изготовленным из разбуриваемых материалов, которые могут быть использованы для бурения на обсадной колонне. Долото для бурения на обсадной колонне включает корпус, лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы. Лопасти с резцами PDC выполнены на сферической оправке с отверстиями, установленной на наклонной цапфе с каналом, соединённой резьбой с корпусом, имеющим калибрующие лопасти с износостойкими вставками, оснащенным промывочным каналом, соединенным с каналом цапфы и отверстиями оправки, в которые установлены гидромониторные насадки. Оправка, лопасти и цапфа выполнены из разбуриваемого материала. Предлагаемая конструкция долота позволяет бурить на обсадной колонне с допустимым крутящим моментом без нарушения резьбы и потери герметичности, а после его разбуривания обеспечить дальнейшее углубление скважины необходимого диаметра без затяжек и посадок бурильного инструмента. 2 ил.

Наверх