Буровая установка для вращательного бурения с обратной промывкой Советский патент 1984 года по МПК E21B3/02 E21B7/02 E21B19/00 E21B21/02 E21B21/12 

01 СП

со

со Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для бурения скважин вращательным способом с обратной промывкой. Известна буровая установка для вр щательного бурения с обратной промы кой, включающая распределительный и пульпопроводный вертлюги с приемным патрубком Ul.. Наиболее близкой к предлагаемой является буровая установка для вра щательного бурения с обратной промывкой, включающая ротор, соединенн с бурильной колонной ведущую трубу, распределительный и пульпопроводный вертлюги с приемным патрубком С2}. Однако крепление пульпопроводног вертлюга к ведущей трубе в этих установках обуславливает дополнительны затраты энергии на подъем пульпы выше уровня скважины до уровня верт люга. Цель изобретения - снижение энер гозатрат на подъем пульпы. Поставленная цель достигается те что в бу ровой установке для вращательного бурения с обратной промывкой, включающей ротор, соединенную с бурильной колонной ведущую трубу, распределительный и пульпопроводный вертлюги с приемным патрубком, ведущая труба снабжена внутренней те лескопической колонной труб, узлом горизонтального наращивания, выполнена с продольным окном и установле на с возможностью осевого перемещения в пульпопроводном вертлюге, при емный патрубок которого размещ ен в проеме окна ведущей трубы и жестко связан с телескопической колонной труб. - Ротор снабжен узлом фиксации пуль попроводного вертлюга, выполненным в виде подпружиненных упоров, Приемный лоток жестко связан с ро тором. Узел горизонтального наращивания выполнен в виде шарнирно связанных труб с механизмом фиксации положения щарнира. i На фиг. 1 показана установка с po торным вращателем в начале бурения на ход ведущей трубы, общий вид; на фиг. 2 - то же, в конце хода ведущей трубы; на фиг. 3 - пульпопроводный вертлюг, разрез; на фиг. 4 - размеще ние эжекторов; на фиг. 5 - узел горизонтального наращивания; на фиг.б ведущая труба с телескопической колонной; на фиг. 7 - сечение на фиг. 6; на фиг. 8 - установки с подвижным вращателем, общий вид; на фиг. 9 - узел фиксации пульпопроводнего вертлюга применительно к устано ке с подвижным вращателем. Буровая установка включает ротор 1, ведущую трубу 2, узел 3 горизонтального наращивания, породоразрушающий инструмент 4, распределительный 5 и пульпопроводный 6 вертлюги. Система эрлифта включает смесительную камеру, выполненную в виде кольцевого эжектора 7, Всасывающая система включает водоструйный насос, выполненный в виде кольцевого эжектора 8. К эжекторам 7 и 8 подсоединены трубки 9 и 10. В ведущей трубе 2 выполнено продольное окно 11 на высоту хода (несколько большую длины бурильной трубы), Пульпопроводный вертлюг б снабжен приемным патрубком 12, имеющим форму угольника, размещенного в проеме окна 11 и жестко связанного с телеско- пической колонной 13 труб, а именно с трубой 14. Узел 3 горизонтальногонаращивания состоит из двух труб 15 и 16, соединенных с помощью шарнира 17. Внутри трубы 16 размещен подпружиненный цилиндрический замок 18. перекрывающий во время бурения пульпопровод в месте установки щарнира. В трубах 15 и 16 имеются уплотнительные кольца. Цилиндрический замок 18 размыкается с помощью рукояток 19. Подача сжатого воздуха и промывочной жидкости чере устройство горизонтального наращива-. ния производится и помощью гибких трубок 20 от бурового насоса и компрессора. Телескопическая колонна 13 труб включает три трубы, снабженные уплотнительными элементами и упорами 21. Наружная труба телескопа 13 жестко закреплена с замком 22 ведущей трубы 2. Крутящий момент от ротора 1 ведущей трубе 2 передается вкладышами 23. Внутри ведущей трубы 2 размещены трубки 24 и 25 для подачи промывочной жидкости и сжатого воздуха. Распределительный вертлюг 5 имеет две полости для подачи сжатого воздуха от компрессора и промывочной жидкости от бурового насоса через впускные патрубки 26 и 27. Шпиндель 28 вертлюга 5 снабжен Серьгой для подвешивания к крон-блоку установки при роторном вращателе или для соединения со шпинделем подвижного вращателя. Ротор 1 снабжен узлом 29 фиксации пульпопроводного вертлюга 6 над ротором в процессе бурения. Устройство 29 для фиксации включает подпружиненные упоры 30. К ротору 1 закреплен приемный лоток 31, который имеет коническую входную часть и снабжен уплотнительным элементом 32. Пульпопроводный вертлюг 6 снабжен выбросной трубой .33 и направляющим кольцом 34. В варианте с подвижным вращателем 35 установка имеет кондуктор 36, к

которому закреплен узел 29 фиксации пульпопроводного вертлюга. Ведущая труба 2 связана с колонной бурильных труб через узел 3 горизонтального наращивания.

Установка работает следующим образом.

К ведущей трубе 2, снабженной вертлюгами 5 и б, крепится породоразрушающий инструмент 4, а под вертлюгом 6 крепятся вкладыши 23, затем ведущая труба 2 и вкладыши 23 вводятся в ротор, вертлюг 6 фиксируется с помощью устройств 29, выбросная труба 33 вводится в приемный лоток 31 и герметизируется за счет уплотнительного элемента 32.

Начинают процесс бурения включение двух систем циркуляции. При этом промывочная жидкость от бурового насоса подается через патрубок 26 по подводящей трубке 10 в эжектор 8, а сжатый воздух от компрессора через патрубок 27 и трубку 9 - в эжектор 7. Во время бурения вертлюг 6 находится над ротором 1, а породоразрушающий инструмент совместно с ведущей трубой 2 .опускается в скважину по мере углубления, при этом происходит удлинение (раскрытие) телескопической колонны 13 труб. Пульпа с забоя поднимается вовнутрь телескопической колонны 13 и через патрубок 12 подается в вертлюг б, из него по выбросной трубе 33 в лоток 31, а через лоток 31 в отстойник.

После бурения на ход ведущей трубы 2 (фиг, 7) производят извлечение ее из ротора 1 (или кондуктора 36), вьадвин.ув фиксирующие подпружиненные упоры 30, поднимают пульпопроводный вертлюг б над ротором 1. Открепляют породоразрушающий инструмент и устанавливают его над ротором или кондуктором 36 на подкладной вилке,

К имеющейся части ведущей трубы . крепят узел 3 для горизонтального наращивания (если оно не закреплено заранее), выводят цилиндрический замок 18 из трубы 16 и поворачивают трубу 15 вокруг шарниров 17 на 7080°. К трубе 15 крепят первую бурильную трубу (не указана) и ведущую трубу 2 совместно с пульпопроводным вертлюгом 6 и устройством 3 для горизонтального наращивания и присоединенной бурильной трубой поднимают над роторным столом, при этом устройство для горизонтального нар ищванид устанавливается в вертикальное положение, цилиндрический замок 18 под действием пружины перемещается в верхнее положение и -замыкает трубу 16 . После этого присоединяется нижний конец бурильной трубы к породоразрушающему инструменту 4, убирают покладную вилку и бурят на ход ведущей трубы. После бурения наращивают последующую бурильную трубу уже к первой и т.д.

Нижнее расположение пульпопроводного вертлюга позволяет снизить энергозатраты на подъем пульпы.

фуг4

фие.5

//

срие.б

1. БУРОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ С ОБРАТНОЙ ПРОМЫВКОЙ, включающая ротор, соединенную с бурильной колонной ведущую трубу, распределительный и пульпопроводный вертлюги с приемным патрубком, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатарт на подъем пульпы, ведущая труба снабжена внутренней телескопической колонной труб, узлом горизонтального наращивания, выполнена с продольным окном и установлена с возможностью осевого перемещения в пульпопроводном вертлюге, приемный патрубок которого размещен в проеме окна ведущеЛ трубы и жестко связан с телескопической колонной труб. 2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что ротор снабжен узлом фиксации пульпопроводного вертлюга, выполненным в виде подпружиненных упоров. 3.Установка по п. 1, о т л и чающанс я тем, что приемный лоток жестко связан с ротором. (Л 4.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что узел горизонтального наращивания выполнен в виде шарнирно связанных труб с механизмом фиксации положения шарнира.

4

сриг.7