Устройство для бурения скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B7/24 

Изобретение относится к технике поролоразрушающего инструмента, применяемого при бурении нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для бурения скважин, включающее корпус, нородоразрушающий ачемент, гидродинамический генератор ультразвуковых колебаний и отражатель волн в виде набора металлических пластин 1 .

Недостатками известного устройства являются сложность конструкпии и малая эффективность вибрационного воздействия на разрушаемую породу.

Целью изобретения, является повышение Э()фективпости разруи1епия горной породы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для бурения скважин, включаюшее корпус, породоразрушаюший эле.мент и гидродинамический генератор катебаний, снабжено соплом, установленным внутри корпуса, гидродинамический генератор колебаний выполнен в виде гпарнирно соединенного с корнусом стержня, ведушая часть которого снабжена рабочей площадкой, конгруентной по форме с соплом, а ведомая часть жестко связана с породоразрушаюшим элементом.

Кроме того, длина ведущей части не менее ведомой.

Между корпусом и стержнем установлены пластипчатые пружины.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А па фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1, который является основой гидродина.мического генератора 2, расноложешюго в его полости 3.

На корпусе имеются шлицы 4 и пазы 5. Они служат для стабилизации устройства в скважине и являются каналами для прохождения вверх фомывочного раствора, обогащенного выбуренной породой. Гидродинамический генератор представляет собой стержень 6, соединенный с корпусом при помощи п арнира 7. Шарнир служит опорой качения стержня и разделепия его на две части - ведущую L и ведомую {. Стержень в местах шарнирного соединения находится между пружинами 8, которые пластинчатовогнуты и вогнутой стороной соединены с корпусом 1, а концами соприкасаются со стержпем. Ведущая часть стержня L находится в корпусе и обращена к соплу 9, а ведомая, открытая, обращена к забою. Конец ведущей части представляет прямоугольную рабочую площадку 10, она копгруентна поперечному сечению отверстия сопла. По краям площадки имеются пазы 11. Они параллельны оси шарнира 7.

Ведомая часть жестко связана с породоразруп1ающим элементом 12, который имеет нро.мывочные каналы 13 и пазы 14. Длина ведущей части не менее длины ведомой. Выбор их соотношения зависит от заданных величин усилий и амплитуды колебаний, передаваемых от ведущей части к ведомой - породоразрущающей. Полость 3, в которой расположена ведущая часть стержня, сообщается с одной стороны с соединительной муфтой 15 корпуса, а с другой - с забоем. Сообщаюп и.мися с забоем каналами служат сопло 9, запресованное в корпус, и отверстия 16, находящиеся в стержне. Разобщением полости 3 от зон низкого давления служит гибкое сальниковое уплотнение 17, находящееся между стержнем и корпусом. Профиль породоразрушающей поверхности долота может быть различны.м - круглым, многогранным и др.

Устройство работает следующим образом.

Промывочная жидкость (вода, глинистый раствор или другой рабочий агент) поступает через сопло 9 в рабочую площадку Ю стержня 2.

Из-за вихреобразования в пазах 11 и благодаря жесткости пружин 8 шарнирного соединения 7 ведущая часть L стержня приводится в колебательное движение, которое нередается ведомой части I с породоразрушающегося элемента 12 стержня. Энергия колебательного движения породоразрущаюшего элемента, находяшегося в контакте с породой, разрушает ее. Разрушенные частицы породы по пазам 14 и отверстиям 13 уносятся промывочным раствором. Эти отверстия и пазы, сообщающиеся с затрубны.м пространством, выполняют роль гасителя реактивного момента.

Колебания, передавае.мые ведомой - породоразрушаюшей части устройства и.меют меньшую или одинаковую амплитуду, но большую или равную разрушаюшую силу (энергию) Б зависимости от величины соотношения ведущей и ведомой частей.

Предлагаемое устройство обладает простотой изготовления и обращения, малой металлоемкостью, повыщенной универсальностью применения при наклонном и горизонтальном бурении как с вращение.м. так и без вращения инструмента (в продуктивных песчаниках).

7

4

ЯРиз. 2

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающее корпус, породоразрушающий элемент и гидродинамический генератор колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения породы, оно снабжено соплом, установленным в корпусе, гидродинамический генератор колебаний выполнен в виде uiapirapно соединенного с корпусом ст1ержня, ведущая часть которого снабжена рабочей площадкой, коигруентной по форме с соплом, а ведомая часть жестко связана с породоразрушаюшим элементом. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что длина ведущей части не менее длины ведомой. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между корпусом и стержнем установлены пластинчатые пружины. 2 Ф 00 00 р

Вид Б

(Риг 3