УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН Российский патент 1994 года по МПК E21D1/06 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для бурения скважин различного назначения с отбором керна.

Известно устройство для бурения скважин большого диаметра, включающее керноотборный снаряд с трубчатым корпусом, с породоразрушающими инструментами [1].

Недостаток известного устройства - сложность конструкции и отсутствие центрирующих элементов, что затрудняет отбор керна.

Известно устройство для бурения, включающее керноотборный снаряд с трубчатым корпусом, с породоразрушающими инструментами и с центрирующими элементами на наружной поверхности трубчатого корпуса [2].

Недостаток известного устройства заключается в неэффективности его для бурения скважин большого диаметра.

При увеличении диаметра породоразрушающих инструментов увеличивается площадь поверхности спиральных лопастей и, как следствие этого, увеличивается сила давления промывочной жидкости, выталкивающая устройство из скважины, и уменьшающая нагрузку на забой. Устройство не имеет возможности регулировать распределение восходящего потока промывочной жидкости между керноприемной трубой и кольцевым затрубным пространством. Такое регулируемое распределение необходимо, например, в случае бурения по породам с разными свойствами. При проходе глинистых пород целесообразно большую часть потока промывочной жидкости направлять в затрубное пространство (в том числе для уменьшения вероятности прихватов), а при проходке хрупких пород - в керноприемную трубу, т.к. на забое образуется большое число крупных кусков породы.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет бурения скважин большого диаметра.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство для бурения, включающее керноотборный снаряд с трубчатым корпусом, с породоразрушающим инструментом и с центрирующими элементами на наружной поверхности трубчатого корпуса, снабжено дополнительным трубчатым корпусом и дополнительными породоразрушающими инструментами, прикрепленными к нижнему дополнительному трубчатому корпусу, при этом основной корпус расположен соосно в дополнительном корпусе и скреплен с ним, а центрирующие элементы выполнены в виде трубок, расположенных вдоль образующих дополнительного трубчатого корпуса. Кроме того, устройство имеет съемные заглушки, выполненные с возможностью установки на нижнем торце трубок.

Техническим преимуществом предложенного устройства является возможность регулировать распределение потока промывочной жидкости между керноприемной трубой и затрубным кольцевым пространством.

Общественно-полезным преимуществом является возможность бурения скважин большого диаметра.

Нам не известны устройства для бурения скважин, совокупность существенных признаков которых позволяет расширить их функциональные возможности, что свидетельствует о том, что наше предложение соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

Изобретения поясняется чертежом, на котором показан общий вид устройства для бурения скважин.

Устройство для бурения скважин включает керноотборный снаряд, состоящий из трубчатого корпуса 1, породоразрушающего инструмента 2, прикрепленного к корпусу 1, и из центрирующих элементов выполненных в виде трубок 3. Устройство имеет дополнительный трубчатый корпус 4, в котором соосно закреплен корпус 1, а на наружной поверхности которого вдоль образующих закреплены трубки 3. К нижнему концу дополнительного корпуса 4 прикреплены дополнительные породоразрушающие инструменты 5. Внутри корпуса 1 размещена керноводная труба 6 с керноломом 7. Верхний конец трубы 6 размещен в полости 8 корпуса 1, сообщенной с затрубным пространством посредством отверстий 9. В корпусе 1 закреплена циркуляционная труба 10, концы которой расположены выше и ниже полости 8. Внутри трубок 3 могут быть расположены одна или несколько съемных заглушек 11.

Устройство для бурения скважин работает следующим образом.

Устройство вращают ротором, а промывочную жидкость прокачивают по бурильным трубам. Поток жидкости проходит через патрубок 10 и выходит в призабойную зону через инструмент 2. Вращаясь вместе с устройством, инструменты 2 и 5 разрушают породу и образуют ступенчатую скважину. При этом инструменты 2 обуривают керн, который, встречаясь с керноломом 7, измельчается. Поток промывочной жидкости на забое разделяется на две части: одна часть поступает в керноводную трубу 6 и перемещает частицы керна и шлама в полость 8, другая часть потока омывает инструменты 5 и через трубки 3 поступает в затрубное пространство скважины, смешиваясь с потоком, истекающим из отверстий 9. Соотношение потоков зависит от количества заглушек 11, установленных в трубках 3. При бурении пластичных пород, когда керн практически не образуется, но есть вероятность прихвата устройства в скважине, целесообразно большую часть потока направить в затрубное пространство, т.е. заглушек не устанавливать. При бурении хрупких пород и когда образуется большой объем крупных кусков шлама на забое, целесообразно большую часть потока направить в трубу 6, для чего необходимо установить максимальное число заглушек.

Предложенное устройство позволяет увеличить диаметр бурения и повысить эффективность его работы в различных породах за счет возможности регулирования потока промывочной жидкости на забое. Ступенчатое расположение инструментов позволяет создать ступенчатый забой с дополнительной плоскостью обнажения, что также увеличивает эффективность бурения.

Использование: в горном деле для бурения скважин большого диаметра. Сущность изобретения: устройство включает корпус с осевым каналом и породоразрушающим органом и центрирующие элементы. С целью раширения функциональных возможностей устройство снабжено дополнительным корпусом втулочного типа, размещенным концентрично основному корпусу. На дополнительном корпусе закреплены породоразрушающий орган и центрирующие элементы, выполненные в виде трубок с заглушками. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающее корпус с осевым каналом для подачи очистного агента и породоразрушающим органом и центрирующие элементы, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено имеющим породоразрушающий орган дополнительным корпусом, выполненным в виде втулки и закрепленным концентрично на основном корпусе, причем центрирующие элементы выполнены в виде трубок со съемными заглушками и закреплены на дополнительном корпусе вдоль его образующих.