Долото раздвижное Российский патент 2021 года по МПК E21B10/32 

Описание патента на изобретение RU2759140C1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к буровому породоразрушающему инструменту.

Известно раздвижное долото для бурения скважин (а.с. №97439, МПК Е21В 10/08, опубл. 01.01.1954 г.), снабженное двумя шарнирно подвешенными лапами с шарошками. В целях обеспечения возможности долоту складываться одна из шарошек его укорочена и имеет в опоре полость куда входит вершина другой сплошной шарошки. Для раздвигания лап применен клин, расположенный над ними и перемещаемый в корпусе долота вверх с помощью шарнирно закрепленного кулачка, поворачивающегося при входе в башмак колонны.

Известно буровое долото-расширитель (патент №11825, МПК Е21В 10/12, опубл. 16.11.1999 г., бюл. №32), содержащее корпус с центральными и периферийными каналами и радиальными пазами, вмещающими образующие двуплечие коромысла, шарнирно соединенные съемными осями с корпусом подвижные лапы с шарошками на цапфах, и переводник. Долото снабжено цилиндрической пружиной и полым толкателем с гнездом под шаровой клапан на верхнем торце и выемками на нижней части боковой наружной поверхности, взаимодействующим с выполненными на нерабочих плечах лап выступами, причем пружина и толкатель размещены соосно в центральном канале таким образом, что толкатель верхним участком опирается на пружину и выступает над торцом корпуса, а периферийные каналы выполнены в переводнике ниже торца толкателя.

Недостатками этих раздвижных долот являются:

- низкий ресурс работы, обусловленный применением шарошек в качестве породоразрушающих элементов, вращающихся на осях, в которых быстроизнашивающимся элементом являются оси, подшипники;

- возможность шламования поршня, из-за этого невозможность возврата поршня с клином в транспортное положение после отключения насоса, как следствие создание аварийной ситуации из-за невозможности извлечения долота и бурильных труб;

- при одновременном бурении и расширении возможна прерывистая подача промывочной жидкости, как следствие, не гарантировано раздвижение расширителя в рабочее положение, что приведет к аварийной ситуации из-за того, что нерасширенные профильные трубы не обеспечивают проход в скважине и их невозможно извлечь.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является долото с раздвигающимися лопастями (патент РФ №138113, МПК Е21В 10/32, опубл. 27.02.2014 г., бюл. №6), содержащее корпус с внутренним отверстием, выполняющим роль центрального промывочного канала, и пазами, в которых установлены лопасти с породоразрушающими элементами. Долото дополнительно снабжено заглушкой - гайкой или армированным наконечником с гидромониторным отверстием и имеет не менее двух раздвигающихся лопастей с прорезями под оси, причем оси выполнены или в виде потайных болтов или в виде болтов, с конусной проточкой и крепятся в пазах корпуса. В свою очередь корпус выполнен с двумя противоположными резьбовыми частями и не менее чем двумя горизонтальными промывочными отверстиями, и в его внутреннем отверстии последовательно установлены возвратная пружина и плунжер с вертикальными пазами переменной глубины, нижняя часть которого имеет меньший диаметр и вставляется в пружину, кроме того, корпус и армированный наконечник с гидромониторным отверстием снабжены породоразрушающими элементами.

Недостатками этого устройства являются:

- низкая работоспособность устройства при бурении сплошным забоем, так как на торце армированного наконечника отсутствуют породоразрушающие элементы, кроме того в отверстие армированного наконечника не подается промывочная жидкость для очистки и охлаждения породоразрушающих элементов;

- ствол скважины по длине и диаметру получается не оптимальной формы, так как две раздвижные лопасти не обеспечивают надежное центрирование устройства в стволе скважины, кроме того коническая рабочая часть лопастей приводит к высокому крутящему моменту, подклинкам и вибрациям при работе;

- возможность шламования поршня, из-за этого невозможность возврата поршня с клином в транспортное положение после отключения насоса, как следствие создание аварийной ситуации из-за невозможности извлечения долота и бурильных труб.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются создание надежной, долговечной конструкции раздвижного долота для бурения скважин увеличенного размера сплошным забоем необходимого калиброванного диаметра ствола скважины и стабильного по длине, а также исключение аварийной ситуации при извлечении долота.

Технические задачи решаются долотом раздвижным, содержащим корпус с резьбой, центральным каналом и пазами, в которых установлены подвижные лопасти с породоразрушающими элементами, плунжер, взаимодействующий с лопастями и выводящий их в рабочее положение, наконечник с гидромониторным отверстием.

Новым является то, что плунжер в верхней части снабжен резьбой для соединения с колонной бурильных труб и выполнен многогранным соответственно многогранному отверстию корпуса, снабженного обоймами, ограничивающими перемещение подвижных лопастей наружу за счет хвостовиков, выполненных на верхнем и нижнем торцах лопастей, перемещающихся в ответных канавках пазов корпуса, при этом в верхней части долото снабжено втулкой, ограничивающей ход плунжера и образующей с плунжером гидрокамеру, сообщаемую радиальным отверстием плунжера с центральным каналом, также наконечник снабжен лопастями и гидромониторными отверстиями между лопастями, количеством не менее количества лопастей, рабочие части подвижных лопастей и лопастей наконечника выполнены с изгибом наружной поверхности, при этом долото снабжено по меньшей мере тремя подвижными лопастями.

На фиг. 1 показано долото раздвижное в рабочем положении с осевым продольным разрезом.

На фиг. 2 показано долото раздвижное в транспортном положении с осевым продольным разрезом.

На фиг. 3 показан разрез А-А долота раздвижного.

Долото раздвижное (фиг. 1, 2, 3) содержит корпус 1 с резьбой 2, центральным каналом 3 и пазами 4, в которых установлены подвижные лопасти 5 с породоразрушающими элементами 6, плунжер 7, взаимодействующий с лопастями 5 и выводящий их в рабочее положение, наконечник 8 с гидромониторным отверстием 9.

Плунжер 7 в верхней части, снабжен резьбой 10 для соединения с колонной бурильных труб (на фиг. 1, 2 не показаны). Плунжер 7 выполнен многогранным 11 соответственно многогранному отверстию 12 корпуса 1. Корпус 1 снабжен обоймами 13, ограничивающими перемещение подвижных лопастей 5 наружу за счет хвостовиков 14, выполненных на торцах подвижных лопастей 5. Хвостовики 14 перемещаются в ответных канавках 15 пазов 4 корпуса 1. В верхней части долото снабжено втулкой 16, ограничивающей ход плунжера 7 и образующей с плунжером 7 гидрокамеру 17, сообщаемую радиальным отверстием 18 плунжера 7 с центральным каналом 3. Наконечник 8 снабжен лопастями 19 и гидромониторными отверстиями 9 между лопастями 19 количеством не менее количества лопастей, рабочие части 20 и 21 подвижных лопастей 5 и лопастей 18 наконечника 8 выполнены с изгибом наружной поверхности. При этом долото снабжено по меньшей мере тремя подвижными лопастями 5.

Долото раздвижное работает следующим образом.

Долото раздвижное спускают для бурения скважины увеличенным диаметром сплошным забоем или соединяют с колонной расширяемых труб посредством переводника для бурения на расширяемых трубах (на фиг. 1, 2 не показаны). Компоновку с устройством спускают на забой скважины, приподнимают на 1-2 м, создают циркуляцию промывочной жидкости и с вращением начинают бурение, постепенно увеличивая осевую нагрузку. При этом плунжер 7, перемещаясь вниз в канале 3 корпуса 1, раздвигает подвижные лопасти 5, которые принимают рабочее положение. Благодаря тому, что плунжер 7 выполнен многогранным 11 соответственно многогранному отверстию 12 корпуса 1 крутящий момент передается на корпус 1 и наконечник 8. Благодаря количеству подвижных лопастей 5 не менее трех и наличию гидрокамеры 17, удерживающей долото в рабочем положении при бурении разуплотненных пород, сопровождающихся провалами инструмента, обеспечивается ствол скважины необходимого калиброванного диаметра стабильного по длине. Благодаря тому, что наконечник 8 снабжен лопастями 19 и гидромониторными отверстиями 9 между лопастями, количеством не менее количества лопастей, а рабочие части 20 и 21 подвижных лопастей 5 и лопастей 19 наконечника 8 выполнены с изгибом наружной поверхности увеличивается ресурс долота, так как промывка подведена к каждой лопасти наконечника 8, а в процессе бурения отсутствуют высокий крутящий момент, подклинки и вибрации. По достижении проектного забоя производят расширение профильных труб, спуск бурильных труб для извлечения долота из скважины. Благодаря тому, что при извлечении плунжер 7 соединен с бурильными трубами, исключено заклинивание плунжера 7.

Предлагаемое долото раздвижное является надежной, долговечной конструкцией для бурения скважин увеличенного размера сплошным забоем необходимого калиброванного диаметра ствола скважины и стабильного по длине, а также исключает аварийные ситуации при извлечении долота.

Похожие патенты RU2759140C1

название год авторы номер документа
Расширитель скважин 2023
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Ахмадишин Фарит Фоатович
  • Киршин Анатолий Вениаминович
RU2802985C1
Устройство для одновременного бурения и крепления зон осыпаний и обвалов при бурении скважины 2023
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Киршин Анатолий Вениаминович
RU2814679C1
Долото-расширитель для бурения на обсадной колонне 2022
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Киршин Анатолий Вениаминович
RU2779682C1
Расширитель для бурения и расширения на обсадной колонне 2021
  • Ахмадишин Фарит Фоатович
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Киршин Анатолий Вениаминович
RU2774875C1
Калибратор-центратор раздвижной 2018
  • Хамитьянов Нигаматьян Хамитович
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Илалов Рустам Хисамович
RU2695186C1
Долото-расширитель 2021
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Киршин Анатолий Вениаминович
RU2782906C1
РАСШИРИТЕЛЬ-КАЛИБРАТОР РАЗДВИЖНОЙ 2010
  • Хамитьянов Нигаматьян Хамитович
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Киршин Анатолий Вениаминович
  • Багнюк Сергей Леонидович
  • Филиппов Виталий Петрович
RU2425944C1
Расширитель скважин 2022
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Киршин Анатолий Вениаминович
RU2796716C1
Устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой 2024
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Киршин Анатолий Вениаминович
RU2825365C1
Устройство для одновременного бурения и крепления зон осложнений скважин 2023
  • Ягафаров Альберт Салаватович
  • Илалов Рустам Хисамович
RU2821089C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 759 140 C1

Реферат патента 2021 года Долото раздвижное

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к буровому породоразрушающему инструменту. Долото раздвижное содержит корпус с резьбой, центральным каналом и пазами, в которых установлены подвижные лопасти с породоразрушающими элементами, плунжер, взаимодействующий с лопастями и выводящий их в рабочее положение, наконечник с гидромониторным отверстием. Плунжер в верхней части снабжен резьбой для соединения с колонной бурильных труб. Плунжер выполнен многогранным соответственно многогранному отверстию корпуса. Корпус снабжен обоймами, ограничивающими перемещение подвижных лопастей наружу за счет хвостовиков, выполненных на торцах подвижных лопастей. Хвостовики перемещаются в ответных канавках пазов корпуса. В верхней части долото снабжено втулкой, ограничивающей ход плунжера и образующей с плунжером гидрокамеру, сообщаемую радиальным отверстием плунжера с центральным каналом. Наконечник снабжен лопастями и гидромониторными отверстиями между лопастями количеством не менее количества лопастей, рабочие части подвижных лопастей и лопастей наконечника выполнены с изгибом наружной поверхности. При этом долото снабжено по меньшей мере тремя подвижными лопастями. Достигается технический результат - повышение надежности и долговечности долота для бурения скважин увеличенного размера сплошным забоем необходимого калиброванного диаметра ствола скважины и стабильного по длине, а также исключение аварийных ситуаций при извлечении долота. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 759 140 C1

Долото раздвижное, содержащее корпус с резьбой, центральным каналом и пазами, в которых установлены подвижные лопасти с породоразрушающими элементами, плунжер, взаимодействующий с лопастями и выводящий их в рабочее положение, наконечник с гидромониторным отверстием, отличающееся тем, что плунжер в верхней части снабжен резьбой для соединения с колонной бурильных труб и выполнен многогранным соответственно многогранному отверстию корпуса, снабженного обоймами, ограничивающими перемещение подвижных лопастей наружу за счет хвостовиков, выполненных на верхнем и нижнем торцах лопастей, перемещающихся в ответных канавках пазов корпуса, при этом в верхней части долото снабжено втулкой, ограничивающей ход плунжера и образующей с плунжером гидрокамеру, сообщаемую радиальным отверстием плунжера с центральным каналом, также наконечник снабжен лопастями и гидромониторными отверстиями между лопастями количеством не менее количества лопастей, рабочие части подвижных лопастей и лопастей наконечника выполнены с изгибом наружной поверхности, при этом долото снабжено по меньшей мере тремя подвижными лопастями.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2759140C1

Способ получения препарата для борьбы с болезнями растений 1960
  • Зубов М.Ф.
  • Иванова С.Н.
  • Мазурова И.Б.
  • Мельников Н.Н.
  • Морозова М.А.
  • Украинец Н.С.
SU138113A1
Приспособление для раздробления чушек и подачи их в вагранку 1928
  • Игнатьенко В.П.
SU11825A1
Раздвижное долото для бурения скважин 1953
  • Баршай Г.С.
  • Буяновский Н.И.
  • Гельфгат Я.А.
SU97439A1
РАЗДВИЖНОЙ РАСШИРИТЕЛЬ ОТКРЫТОГО СТВОЛА СКВАЖИНЫ 2005
  • Рябоконь Сергей Александрович
  • Штахов Евгений Николаевич
  • Волосатов Александр Евгеньевич
  • Ледяшов Олег Александрович
  • Величко Андрей Викторович
RU2299303C2
Слоистая гофровая панель с наполнителем 2023
  • Максименков Владимир Иванович
  • Молод Марина Владиславовна
  • Сафин Альберт Мирсалимович
  • Самофалова Алевтина Сергеевна
  • Молод Юлия Владимировна
RU2819043C1
US 6953096 B2, 11.10.2005.

RU 2 759 140 C1

Авторы

Ягафаров Альберт Салаватович

Даты

2021-11-09Публикация

2021-02-26Подача