РАЗДВИЖНОЙ БУРОВОЙ СНАРЯД Российский патент 2011 года по МПК E21B7/20 E21B10/36 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для проходки скважин в неустойчивых породах.

Известен раздвижной буровой снаряд для проходки скважин, имеющий цилиндрический хвостовик, армированную твердосплавными вставками голову с выполненными в ней расточками сложной формы, имеющими в нижней части колодцы, в которых посредством пальцев закреплены с возможностью поворота относительно оси пальца армированные твердосплавными вставками вкладыши.

Недостатками данного раздвижного бурового снаряда с закрепленными в колодцах посредством пальцев армированными твердосплавными вставками вкладышами являются сложность его изготовления, ненадежное крепление армированных твердосплавными вставками вкладышей в голове бурового снаряда, что ведет к их частой потере в скважине и значительным затратам времени на извлечение бурового снаряда из скважины и его ремонт.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности и стабильности бурения скважин, а также повышения надежности бурового снаряда за счет упрощения конструкции.

Поставленная задача достигается тем, что в конструкции раздвижного бурового снаряда, включающей цилиндрический хвостовик, армированную твердосплавными вставками голову, содержащую армированные твердосплавными вставками вкладыши, согласно изобретению, армированные твердосплавными вставками вкладыши свободно установлены с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах, расположенных под углом от периферии к центру головы бурового снаряда, при этом образующие радиальных направляющих пазов прямолинейны, а стенки направляющих пазов не параллельны друг другу.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность и стабильность бурения скважин и упростить конструкцию раздвижного бурового снаряда по сравнению с прототипом, что повышает его надежность и ведет к уменьшению трудозатрат при бурении скважины.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения и фигурами, где на Фиг.1 показан раздвижной буровой снаряд со сведенными вкладышами (вид спереди), на Фиг.2 показан раздвижной буровой снаряд со сведенными вкладышами (вид сбоку), на Фиг.3 показан раздвижной буровой снаряд с разведенными вкладышами (вид спереди) и на Фиг.4 показан раздвижной буровой снаряд с разведенными вкладышами (вид сбоку).

Раздвижной буровой снаряд (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4) состоит из цилиндрического хвостовика 1, головы 2, армированной твердосплавными вставками 3, и вкладышей 5, армированных твердосплавными вставками 4, которые свободно установлены с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах 6, расположенных под углом от периферии к центру головы 2, при этом образующие радиальных направляющих пазов 6 прямолинейны, а стенки 7 направляющих пазов 6 не параллельны друг другу. В цилиндрическом хвостовике 1 и голове 2 выполнены каналы 8, а на наружной боковой поверхности головы 2 - продольные открытые каналы 9.

Раздвижной буровой снаряд работает следующим образом.

Раздвижной буровой снаряд, размещенный внутри обсадной трубы, своим цилиндрическим хвостовиком 1 закрепляется на буровом ставе (не показано). При этом вкладыши 5, армированные твердосплавными вставками 4, находятся в сведенном состоянии (Фиг.1, Фиг.2) и удерживаются в этом состоянии стенкой обсадной трубы. Обсадную трубу с размещенным в ней буровым снарядом устанавливают в рабочее положение, упирая в грунт. На буровой снаряд передается крутящий момент с одновременным нанесением ударов по торцу цилиндрического хвостовика 1, который передается на голову 2. Под действием ударов и крутящего момента твердосплавные вставки 4, расположенные на вкладышах 5, свободно установленных с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях в направляющих пазах 6, расположенных под углом от периферии к центру головы 2, с прямолинейными образующими и непараллельными стенками 7, вступают в работу, разрушая породу и забуриваясь в забой скважины, образуют пионерную скважину. При этом обсадная труба упирается краем в грунт и не углубляется в забой скважины, позволяя голове 2 раздвижного бурового снаряда выйти из нее и освободив при этом вкладыши 5. Вкладыши 5, выйдя из обсадной трубы под воздействием ударов о забой скважины и крутящего момента, придаваемого раздвижному буровому снаряду, раздвигаются в радиальном направлении по направляющим пазам 6 (Фиг.3, Фиг.4). Одновременно с этим дополнительно к твердосплавным вставкам 4 вкладышей 5 в работу вступают твердосплавные вставки 3 головы 2. Голова 2, раздвинув вкладыши 5, расширяет пионерную скважину до наружного диаметра обсадной трубы. Край обсадной трубы начинает взаимодействовать с выступом 10 вкладышей 5 и под действием вибрации и собственного веса происходит погружение обсадной трубы в скважину.

Для удаления разрушенной породы из рабочей зоны забоя скважины через открытые продольные каналы 9 в рабочую зону забоя скважины подают сжатый воздух через продольные каналы 8.

После окончания бурения раздвижной буровой снаряд приподнимают от забоя, при этом его голова 2 сводится следующим образом: вкладыши 5, упираясь выступом 10 в край обсадной трубы, сдвигаются к центру по направляющим пазам 6 и буровой снаряд свободно вынимается из обсадной трубы.

Размещение радиальных направляющих пазов 6 под углом от периферии к центру головы 2, а также выполнение образующих направляющих пазов 6 прямолинейными и стенок 7 направляющих пазов 6 непараллельными не позволяет установленным в них вкладышам 5 самопроизвольно выйти из направляющих пазов 6 в осевом и радиальном направлениях и их потере при транспортировке, хранении, монтаже, демонтаже и т.п. раздвижного бурового снаряда. И при этом позволяет вкладышам 5 свободно перемещаться в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах 6 в необходимых для работы бурового снаряда пределах.

Использование предложенных усовершенствований в конструкции раздвижного бурового снаряда позволяет повысить эффективность и стабильность бурения скважин, снизить трудоемкость процесса бурения скважины и упростить конструкцию раздвижного бурового снаряда, что повышает его надежность.

Источники информации

1. Патент JP №6010582 А, 18.01.1994 г.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для проходки скважин в неустойчивых породах. Раздвижной буровой снаряд, содержащий цилиндрический хвостовик, армированную твердосплавными вставками голову, содержащую армированные твердосплавными вставками вкладыши, свободно установленные с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах, расположенных под углом от периферии к центру головы бурового снаряда, при этом образующие радиальных направляющих пазов прямолинейны, а стенки направляющих пазов не параллельны друг другу. Техническое решение, приведенное в данном изобретении, позволяет повысить эффективность и стабильность бурения скважин, снизить трудоемкость процесса бурения скважины и упростить конструкцию раздвижного бурового снаряда, что повышает его надежность. 4 ил.

Раздвижной буровой снаряд, содержащий цилиндрический хвостовик, армированную твердосплавными вставками голову, содержащую армированные твердосплавными вставками вкладыши, отличающийся тем, что армированные твердосплавными вставками вкладыши свободно установлены с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах, расположенных под углом от периферии к центру головы бурового снаряда, при этом образующие радиальных направляющих пазов прямолинейны, а стенки направляющих пазов непараллельны друг другу.