Долото для бурения на обсадной колонне Российский патент 2020 года по МПК E21B10/64 

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, МПК 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 которые 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 спускаемых компоновок за лопасти приводят к аварийной ситуации, связанной с заклиниванием спускаемых компоновок;

- недостаточная прочность раздвижных лопастей долота при бурении, что может привести к отрыву и заклиниванию лопасти в процессе бурения, как следствие, созданию аварийной ситуации;

- многоэлементная конструкция долота, включающая раздвижные лопасти, взаимодействующие с сердечником и седлом, подвержена зашламовыванию, кроме того, сложная в изготовлении.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются создание надежной и простой конструкции долота за счет изготовления корпуса с отверстиями из разбуриваемого материала заодно с режущими лопастями с резцами PDC, а также сокращение времени разбуривания долота за счет изготовления калибрующих лопастей на переводнике, выполненном из неразбуриваемого материала, изготовления укороченных режущих лопастей, ограниченных зоной разбуривания и выполненных из неразбуриваемого материала, и за счет уменьшения ширины режущих лопастей в зоне разбуривания.

Технические задачи решаются долотом для бурения на обсадной колонне, включающим корпус с отверстиями, лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы.

Новым является то, что корпус с отверстиями выполнен заодно с режущими лопастями с резцами PDC из разбуриваемого материала, также долото включает переводник с калибрующими лопастями, имеющий внутреннюю резьбу для соединения с колонной обсадных труб и выполненный из неразбуриваемого материала, причем корпус с отверстиями с выполненными заодно режущими лопастями с резцами PDC соединен с переводником внутренней конической упорной резьбой, при этом между режущими лопастями с резцами PDC выполнены укороченные режущие лопасти, ограниченные зоной разбуривания, кроме того, в зоне разбуривания уменьшена ширина режущих лопастей.

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 с отверстиями 2, выполненный заодно с режущими лопастями 3 с резцами PDC 4 для разрушения горной породы. Корпус 1 выполнен из разбуриваемого материала, например, из чугуна.

Также долото включает переводник 5 с калибрующими лопастями 6. Переводник 5 имеет внутреннюю резьбу 7 для соединения с колонной обсадных труб (на фиг. не показана) и выполнен из неразбуриваемого материала, например, стали. При этом калибрующие лопасти 6 (фиг. 2) зафиксированы на переводнике 5, например, при помощи сварки. Причем корпус 1 с отверстиями 2 с выполненными заодно режущими лопастями 3 с резцами PDC 4 соединен с переводником 5 внутренней конической упорной резьбой 8. При этом между режущими лопастями 2 с резцами PDC 3 выполнены укороченные режущие лопасти 9, ограниченные зоной разбуривания 10. Кроме того, в зоне разбуривания уменьшена ширина режущих лопастей 2.

Долото для бурения на обсадной колонне работает следующим образом.

Долото соединяют с колонной обсадных труб (на фиг. не показана) по внутренней резьбе 7 на переводнике 5 и спускают на забой скважины. Колонну обсадных труб начинают вращать с одновременной подачей промывочной жидкости (бурового раствора) с осевой нагрузкой вниз, осуществляя процесс бурения. Промывочная жидкость при прокачивании через колонну обсадных труб через отверстия 2 в процессе бурения размывает породу, эффективно очищая забой, и охлаждает резцы PDC 4. После бурения заданного интервала в скважину подается цементный раствор для крепления стенок скважины через отверстия 2. По завершению процесса цементирования в скважину спускается компоновка для разбуривания корпуса 1 с отверстиями 2, выполненного заодно с режущими лопастями 3 с резцами PDC 4, и бурения следующего интервала. Благодаря тому, что корпус 1 с отверстиями 2 выполнен заодно с режущими лопастями 3 с резцами PDC 4, не происходит отрыва режущих лопастей 3, и, как следствие, исключаются прихваты и заклинивания инструмента. Благодаря тому, что уменьшены габариты корпуса 1 за счет переноса калибрующих лопастей 6 на переводник 5, применения укороченных режущих лопастей 9 и уменьшения ширины режущих лопастей 3 значительно сокращается время разбуривания долота.

Предлагаемое долото для бурения на обсадной колонне является надежной и простой конструкцией за счет изготовления корпуса с отверстиями из разбуриваемого материала заодно с режущими лопастями с резцами PDC. А также сокращается время разбуривания долота за счет изготовления калибрующих лопастей на переводнике, выполненном из неразбуриваемого материала, изготовления укороченных режущих лопастей, ограниченных зоной разбуривания и выполненных из неразбуриваемого материала, и за счет уменьшения ширины режущих лопастей в зоне разбуривания.

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. Долото для бурения на обсадной колонне включает корпус с отверстиями, лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы. Корпус с отверстиями выполнен заодно с режущими лопастями с резцами PDC из разбуриваемого материала. Долото включает переводник с калибрующими лопастями, имеющий внутреннюю резьбу для соединения с колонной обсадных труб и выполненный из неразбуриваемого материала. Корпус с отверстиями с выполненными заодно режущими лопастями с резцами PDC соединен с переводником внутренней конической упорной резьбой. Между режущими лопастями с резцами PDC выполнены укороченные режущие лопасти, ограниченные зоной разбуривания. В зоне разбуривания уменьшена ширина режущих лопастей. Предлагаемое долото для бурения на обсадной колонне является надежной и простой конструкцией за счет изготовления корпуса с отверстиями из разбуриваемого материала заодно с режущими лопастями с резцами PDC. Сокращается время разбуривания долота за счет изготовления калибрующих лопастей на переводнике, выполненном из неразбуриваемого материала, изготовления укороченных режущих лопастей, ограниченных зоной разбуривания и выполненных из неразбуриваемого материала, и за счет уменьшения ширины режущих лопастей в зоне разбуривания. 2 ил.

Долото для бурения на обсадной колонне, включающее корпус с отверстиями, лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы, отличающееся тем, что корпус с отверстиями выполнен заодно с режущими лопастями с резцами PDC из разбуриваемого материала, также долото включает переводник с калибрующими лопастями, имеющий внутреннюю резьбу для соединения с колонной обсадных труб и выполненный из неразбуриваемого материала, причем корпус с отверстиями с выполненными заодно режущими лопастями с резцами PDC соединен с переводником внутренней конической упорной резьбой, при этом между режущими лопастями с резцами PDC выполнены укороченные режущие лопасти, ограниченные зоной разбуривания, кроме того, в зоне разбуривания уменьшена ширина режущих лопастей.