Устройство для ликвидации шламовых пробок и завалов над забойным снарядом Советский патент 1985 года по МПК E21B31/00 

СО

01

00

со ел

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для ликвидации шламовых пробок и завалов над забойными снарядами, премущественно при бурении с гидро- или пневмотранспортером керна с использованием двойной колонны труб.

Известно устройство для ликвидации шламовых пробок и завалов, содержащее корпус с забойным снарядом и размещенный над ним фрезер, армированный твердосиловыми резцами 1.

Недостатком данного устройства является малая эффективность из-за невозможности удаления разрушенной породы из рабочей зоны.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ликвидации шламовых пробок и завалов над забойным снарядом, содержащее полый корпус, размещенный над забойным снарядом фрезер с обращенными в сторону устья скважины выступами, армированными породоразрушающими элементами, и подвижную в осевом направлении втулку для перекрытия в нерабочем положении радиальных каналов, соединяющих полость корпуса с затрубным пространством 2.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы с двойной бурильной колонной, используемой при гидро- или пневмотранспорте керна, вследствие того, что при расположении втулки внутри бурильной колонны возникают значительные перепады давления, что препятствует нормальному процессу бурения..

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства при использовании его с двойной колонной для бурения с гидро- или пневмотранспортом керна.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для ликвидации шламовых пробок и завалов над забойным снарядом, содержащем полый корпус, размещенный над забойным снарядом фрезер с обращенными в сторону устья скважины выступами, армированными породоразрушающими элементами, и подвижную в осевом направлении втулку для перекрытия в нерабочем положении радиальных каналов, соединяющих полость корпуса с затрубным пространством, подвижная втулка подпружинена, установлена на наружной поверхности корпуса под фрезером и жестко соединена с ним, при этом над фрезером на корпусе жестко установлена дополнительная втулка с пазами на нижнем торце под выступы фрезера.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в транспортное положение, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - устройство в рабочем положении;

на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - вид Г на фиг. 4 (отверстия для выхода эжектирующего воздушного потока).

Устройство (фиг. 1) состоит из корпуса 1, неподвижно соединенного с наружной трубой 2 двойной бурильной колонны. По напорной магистрали 3 между наружной 2 и внутренней 4 трубами на забой подается

очистной агент, например сжатый воздух. Обратный поток воздуха с керношламовым материалом движется в процессе бурения по центральному каналу 5. На корпусе 1 установлен фрезер б, выполненный в виде

кольцевой втулки с торцовыми выступами 7, на которых размещены износостойкие породоразрушающие элементы 8. Между корпусом 1 и втулкой-фрезером 6 в полости 9 помещена силовая пружина 10, смонтированная с предварительным натягом, равным максимальному осевому усилию подачи инструмента при выбуривании из завала. В транспортном положении силовая пружина 10 поджимает фрезер 6 к верхнему переходнику 11, жестко связанному с наружной трубой 2 бурильной колонны, при этом, выступы 7 фрезера 6 взаимодействуют с ответными торцовыми пазами 12 дополнительной втулки И (фиг. 2), предотвращая самопроизвольное включение устройства. Втулка 11 жестко закреплена к корпусу 1.

0 В наружной 2 и внутренней 4 трубах бурильной колонны выполнены отверстия, в которые герметично вмонтированы соединительные патрубки 13. В транспортном положении шламоотводящие каналы 14 соединительных патрубков 14 закрыты внутренней поверхностью 15 фрезера 6. В рабочем положении (фиг. 4 и 5) шламоотводящие каналы 14 открыты и связывают затрубное пространство 16 с центральным каналом 5.

Во внутренней трубе 4 по периметру внешнего контура соединительных патрубков 13 выполнены отверстия 17 (фиг. 1 и 4). Сжатый воздух, истекая под давлением из напорной магистрали 3 через отверстия 17 с высокой скоростью, создает в шламоотводящих каналах 14 вблизи от центрального канала 5 зоны разрежения, обеспечивая тем самым вовлечение из затрубного пространства 16 и ускоренное перемещение выбуриваемого шлама по каналам 14 в центральный канал 5, где шлам подхватывается восходящим потоком и выносится на поверхность. Геометрическая форма и размеры отверстий 17 выбираются конструктивно в зависимости от конкретных условий проведе5 ния работ.

Фрезер 6 установлен с возможностью поворота вокруг оси 18 и осевого перемещения с образованием в нижнем положении седловины 19 для подачи разрушенной породы в каналы 14. Поворот фрезера 6 вокруг оси ограничивается упором 20.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом рейса фрезер 6 устанавливают как показано на фиг. 1 и 2, при этом выступы 7 находятся в зацеплении с торцовыми пазами 12 дополнительной втулки 11 и надежно удерживаются в этом положении силовой пружиной 10. Внутренняя поверхность 15 фрезера 6 закрывает шламоотводящий канал 14. Таким образом, в процессе бурения устройство не работает.

По окончании рейса если нормальный подъем инструмента невозможен вследствие образования над снарядом шламовой пробки или обрушения стенок скважины делают натяжку инструмента. При этом силовая пружина 10 сжимается и происходит размыкание выступов 7 фрезера 6 и торцовых пазов 12 дополнительной втулки 11. Затем колонну поворачивают вправо, фрезер 6 поворотом вокруг оси 18 сдвигается в крайнее положение до упора 20, открывая шламоотводящие каналы 14 (фиг. 4 и 5) и связывая тем самым затрубное пространство

1116 с центральным каналом 5. В таком положении осуществляют под натягом разбуривание шламовой пробки (завала). Породный материал (шлам) осыпается в седловину 19 между приливами 7 фрезера откуда через шламоотводящие каналы 14 он попадает в центральный канал 5. Истекающий через отверстия 17 эжектирующий поток воздуха подхватывает поступающий шлам и выносит его на поверхность. Возврат устройства в транспортное положение производится поворотом бурильной колонны влево на поверхности или при постановке снаряда на забой.

Применение предлагаемого устройства

обеспечивает эффективную ликвидацию шламовых пробок и завалов скважины с удалением шлама из зоны выбуривания без проведения специальных аварийных работ, требующих значительных затрат времени,

причем включение устройства в работу осуществляется по команде с поверхности, а при необходимости можно производить многократное в течение рейса включение устройства в работу и возврат в транспортное положение.

6L

10

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ШЛАМОВЫХ ПРОБОК И ЗАВАЛОВ НАД ЗАБОЙНЫМ СНАРЯДОМ, содержащее полый корпус, размещенный над забойным снарядом фрезер с обращенными в сторону устья скважины выступами, армированными породоразрущающими элементами, и подвижную в осевом направлении втулку для перекрытия в нерабочем положении радиальных каналов, соединяющих полость корпуса с затрубным пространством, отличающееся тем, что с целью повыщения эффективности работы устройства при использовании его с двойной колонной для бурения с гидро- или пневмотранспортом керна, подвижная втулка подпружинена, установлена на наружной поверхности корпуса под фрезером и жестко соединена с ним, при этом над фрезером на корпусе жестко установлена дополнительная втулка с пазами на нижнем торце под выступы фрезера.