РАСШИРИТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК E21B7/28 E21B10/30 

Изобретение относится к области бурения глубоких скважин, в частности для увеличения кольцевого зазора между обсадной колонной и стенкой скважины.

Известно устройство для расширения скважины с использованием струи воды под высоким давлением (1).

Недостатком данного устройства является то, что расширение струей производится без контроля размера получаемой скважины, что снижает эффективность его работы, а также оно малоэффективно в породах средней и твердой прочности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является расширитель, который включает долото, корпус с резьбой в нижней части для присоединения передового долота и размещение в корпусе шарошки. Корпус снабжен жестко закрепленной на нем и установленной под нижней шарошкой цилиндрической втулкой, диаметр которой равен диаметру передового долота. Верхний торец втулки расположен на одном уровне с породоразрушающими элементами нижней торцовой поверхности нижней шарошки, а на части ее боковой поверхности имеются сквозные спиральные промывочные каналы (2).

Недостатком известного расширителя является то, что шарошки жестко закреплены на корпусе, размер по наружному диаметру остается постоянным как в транспортном, так и рабочем положении. Таким расширителем можно осуществлять бурение скважины с расширением только до внутреннего диаметра предыдущей обсадной колонны. Все перечисленные недостатки снижают эффективность работы.

Целью изобретения является повышение эффективности работы расширителя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном расширителе, содержащем корпус с резьбой, породоразрушающий элемент, промывочный канал, согласно изобретению породоразрушающий элемент имеет торообразную форму по диаметру долота с нижней скошенной плоскостью и паз и размещен на корпусе со смещением от его оси, зубья расположены на породоразрушающем элементе на диаметрально противоположных поверхностях, кроме этого, корпус снабжен насадками, которые выполнены под углом к продольной оси корпуса, а промывочный канал выполнен вдоль продольной оси корпуса.

На фиг. 1 изображен предлагаемый расширитель, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А; на фиг. 3 - расширитель в рабочем положении; на фиг. 4 - вид снизу расширителя на фиг. 1.

Предлагаемый расширитель содержит корпус 1 с насадками 2, которые выполнены под углом к продольной оси корпуса. В верхней и нижней частях корпус 1 снабжен присоединительными резьбами. Внутри корпуса 1 вдоль его оси проходит промывочный канал 3.

На корпусе 1 размещен породоразрушающий элемент торообразной формы 4, который закреплен на оси 5, смещенной относительно оси корпуса 1. Ось 5 закреплена разрезными кольцами 6.

Породоразрушающий элемент 4 имеет плоские поверхности, которые взаимодействуют с аналогичными поверхностями корпуса 1, и наклонные, выполненные цилиндрической формы. Нижняя плоскость породоразрушающего элемента 4 выполнена скошенной. Кроме этого, на породоразрушающем элементе 4 на диаметрально противоположных поверхностях установлены износостойкие зубья 7, и он снабжен также очистными отверстиями 8, 9 и пазом 10.

Предлагаемый расширитель работает следующим образом.

Расширитель устанавливается в бурильной колонне в непосредственной близости от долота и спускается в скважину. Диаметр породоразрушающего элемента 4 выбирается так, чтобы при прохождении по обсадной колонне не происходило его расклинивание в колонне.

На забое скважины при вращении корпуса 1 породоразрушающий элемент 4, благодаря смещению его центра тяжести, разворачивается (показ. на фиг. 3), и цилиндрические плоскости его начинают контактировать с корпусом 1. Развороту породоразрушающего элемента 4 способствует также контакт зубьев 7 (фиг. 3) с породой стенки скважины. Под действием осевого усилия и вращения породоразрушающий элемент 4 вырабатывает уступ в стенке скважины и разворачивается в положение максимального размера (фиг. 3). Максимальный размер породоразрушающего элемента 4 задается при проектировании и определяет диаметр ствола скважины после расширения. Породоразрушающий элемент 4 снабжен очистными отверстиями 8, 9 для удаления породы из застойных зон.

Буровое долото обеспечивает формирование основного ствола скважины, а зубья 7 породоразрушающего элемента 4 расширение этого ствола. Прохождение части промывочной жидкости через насадку 2 (фиг. 1) позволяет очищать от породы породоразрушающий элемент 4 и осуществлять кальматацию стенки скважины, проходя по пазу 10 породоразрушающего элемента 4 (фиг. 4). По окончании бурения и движения корпуса 1 по стволу скважины в направлении от забоя породоразрушающий элемент 4 принимает транспортное положение (фиг. 1). При работе по расширению скважины момент вращения породоразрушающему элементу 4 передается через плоские поверхности (фиг. 2).

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить эффективность работы расширителя.

Предлагаемое техническое решение позволит получать скважины большего диаметра, чем диаметр обсадной колонны, через которую осуществляется бурение.

Источники информации:
1. Заявка Японии N 1-21314, кл. E 21 B 7/18, 1989.

2. СССР А.С. N 1546605 кл. E 21 B 7/28, 1990, БИ N 8-прототип.

Изобретение относится к области бурения глубоких скважин и предназначено для увеличения кольцевого зазора между обсадной колонной и стенкой скважины. Расширитель содержит корпус с резьбой, породоразрушающий элемент, промывочный канал. Породоразрушающий элемент имеет торообразную форму по диаметру долота с нижней скошенной плоскостью и паз, размещен на корпусе со смещением его оси, зубья расположены на породоразрушающем элементе на диаметрально противоположных поверхностях. Кроме этого, корпус снабжен насадками, которые выполнены под углом к продольной оси корпуса, промывочный канал выполнен вдоль продольной оси корпуса. Повышается эффективность работы. 4 ил.

Расширитель, содержащий корпус с резьбой, породоразрушающий элемент, промывочный канал, отличающийся тем, что породоразрушающий элемент имеет торообразную форму по диаметру долота с нижней скошенной плоскостью и паз и размещен на корпусе со смещением от его оси, зубья расположены на породоразрушающем элементе на диаметрально противоположных поверхностях, корпус снабжен насадками, которые выполнены под углом к продольной оси корпуса, а промывочный канал выполнен вдоль продольной оси корпуса.