Устройство для расширения пилотной скважины и протаскивания в ней трубопровода Советский патент 1985 года по МПК E02F5/18 E21B7/28 

Изобретение относится к строител ной технике, в частности к устройствам для расширения пилотной скважины и протаскивания в ней трубопро вода. Известно устройство для расширения скважин с последующей проклад кой в них трубопроводов, включающее расширитель в виде пневмоударника, направляющую трубу и трубопро вод для подачи сжатого воздуха Cl1. Недостаток такого устройства сос тоит в невозможности осуществления прокладки обсадных труб в скважине одновременно с расширением пилотной скважины. Это обусловлено низкой мощностью устройства, недостаточной для преодоления силы трения, возникающей в месте контакта трубы со стенкой скважины. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для расширения пилотной скважины и протаскивания в ней трубопровода, содержащее бурильную колонну с меха низмом Подачи, соединенную с расширителем, колонну обсадных труб и ме ханизм протаскивания колонны обсадных труб, состоящий из поршней, под водящих каналов, спускного клапана и полого штока, связанного с расширителем и задним -поршнем и соединен ного с магистралью высокого давления , причем механизм протаскивания соединен с колонной обсадных труб с помощью шинопневматической муфты С2. Недостаток устройства заключается в низкой скорости расширения пилотной скважины из-за плохого качества очистки забоя и невозможности создать достаточных усилий на зубки расширителя. Цель изобретения - увеличение скорости расширения за счет повышения качества очистки забоя от шлама и увеличения нагрузки на зубки расширителя. Поставленная цель дос тигаетсятем, что устройство для расширения пилотной скважины и протаскивания в ней трубопровода, содержащее бурильную колонну с механизмом подачи, соединенную с расширителем, колонну обсадных труб и механизм протаскивания колонны обсадных труб состоящий из поршней, подводящихканалов, спускного клапана и полого штока, связанного с расширителем и задним поршнем и соединенного с магистралью высокого давления, причем механизм протаскивания соединен с колонной обсадных труб с помощью шинопневматической муфты, снабжено дополнительным механизмом подачи, выполненным в общем цилиндре с механизмом протаскивания, эжектором и струйным насосом, причем цилиндр установлен коаксиально полому штоку, а внутри цилиндра размещены перегородки со спускными клапанами и поршни с подводящими каналами, между которыми образованы расположенные с чередованием камеры тяги и подачи, при этом перегородки жестко закреплены на корпусе цилиндра, поршни - на полом штоке, в общем цилиндре выполнен отводной канал, на конце которого расположен эжектор, а на хвостовой части полого штока расположен струйный насос. Кроме того, спускные, клапаны жестко связаны между собой. На чертеже показано устройство, продольный разрез. Устройство для расширения пилотной скважины и протаскивания в ней трубопровода содержит колонну бурильных труб 1, расположенную в пилотной скважине 2. Колонна бурильных труб 1 соединена с расширителем 3 и забойным двигателем 4, который опирается на стенки расширенной скважины через раздвижной центратор 5. Забойный двигатель 4 соединен с полым штоком 6, на котором укреплены поршни 7 с подводящими каналами 8. На штоке 6 смонтирован общий цилиндр 9 с отводными каналом 10 и перегородками 11 Перегородки 11 имеют отводящие Каналы 12 и спускные клапаны 13, которые снабжены пружинами 14. Общий цилиндр 9 косынками 15 соединен с -отводной трубой 16. Отводная труба косынкой 17 и шинопневматической муфтой 18 крепится к калибратору скваяшны 19. Калибратор скважины 19 жестко связан с колонной обсадных труб 20. Полый шток 6 через струйный насос 21 связан с магистралью 22 высокого давления. Шинопневматическая муфта питается по шлангам 23, а шланг 24 служит для прокачивания промывочного агента (2) в затрубное кольцевое про3странство 25. Обсадная колонна20 опирается в домкратное устройство 26. Устройство работает следующим образом. После завершения бурения пилотной скважины 2 бурильная колонна 1 остается в ней. К бурильной колон не вместо бурового долота крепится расширитель 3 с вьщвижными зубками, забойный двигатель 4, раздвижной центратор , полый шток 6, на котором смонтирован механизм тяги и подачи, который, в свою очередь, с помощью шиноплевматической муфты 18 через калибратор скважины 19 соединяется с колонной обсадных труб 20 и который через струйный насос 21 соединен с магистралью 22 высокого давления. Бурильной колонной 1 передается к расширителю 3 крутящий момент и тяговое усилие, создаваемые любыми гизвестными способами, по ней же прокачивается промывочный агент И который поступает в расширитель 3, проходит через его промывочные отверстия и уносит с собой шлам. Бурильная колонна служит и для передачи энергии забойному двигателю. По магистрали 22 высокого давления воздух поступает в сопла струйного насоса 21 и в полый шток 6, из полого штока 6 - в раздвижной центратор 5 и через подводящие каналы - в пневмоцилиндры. Рассматривают левую пару пневмо цилиндров. На левой перегородке спускной клапан находится в положе нии, позволяющем сбрасывать воздух через отводящие каналы 12 и отводной канал 10. На правой стороне же перегородке спускной клапан зак рыт. Таким образом создается разность давления по обе стороны порш ня 7, и он стремится сдвигуться влево и тем самым через полый шток 6, двигатель 4 создает дополнитель ную нагрузку.на зубки расширителя. Реакцию воспринимает диафрагменная перегородка с правого пневмоцилинд ра и передает ее на обсадные трубы 20, а затем поглощается трением о стенки скважины и домкратным устройством 26. Cбpa ;ывaeмый же во дух по отводному каналу 10 проходит через эжекторное устройство в районе струйного насоса 21 и вмес24те со струйным насосом 21 снижает давление в призаоойной зоне, улучшая очистку его и выйос шлама по отводной трубе 16. Когда поршень 7 доходит до левого спускного клапана и начинает его закрывать, то он благодаря пружинам 14 закрывается и отсекает отводной канал 10. Соседний поршень так же поступает со своим левым спускным клапаном, но так как этот спускной клапан одновременно работает и в первой паре пневмоцилиндров, то для первой пары пневмоцилиндров спускной клапан справа открывается и воздух из него поступает в отводной канал 10, тогда как левая камера замкнута. Если сила тяги достаточна, то общий цилиндр 9 начинает сдвигаться влево и увлекает за собой калибратор скважины 19 вместе с колонной обсадныз труб 20, а сбрасываемый воздух через отводной канал идет тем же путем, выполняя те же функции. Число пар пневмоцилиндров зависит от усилий, необходимых на протаскивание колонны обсадных труб или на разбуривание горных пород. Для повышения надежности работы сифонные клапайы можно связать жесткой связью 27, что однако потребует установить направляющую штангу 28. Калибратор скважины 19 играет роль сальника, не пропуская шлам в затрубное пространство 25, по которому прокачивается специальный промывочный агент (2) с определенными смазывающими свойствами и который регулирует плавучесть колонны ;обсадных труб, например, закачивается аэрированный раствор или пена. Таким образом, процесс движения поршней 7 и общего цилиндра 9 автоматически повторяется, при этом создается либо дополнительная нагрузка на зубки расширителя, либо дополнительное усилие на протаскивание колонны обсадных труб. При необходимости (с целью ремонта и т.п.) все элементы устрой- ства (благодаря шинопневматической муфте 18, раздвижного центратора 5 и .расширителя с вьщвижными зубками) за исключением колонны обсадHbix труб 20 и калибратора скважины

I 1142602«

19 можно извлечь наружу, для это-Использование предлагаемого устго следует сбродить давление в ма-ройства позволяет увеличить ско- .

гистрали 22 высокого давления и врость расширения за счет повышения

шланге 23 и вытяиуть или вытолкнутькачества очистки забоя от шлама и

бурильной колонной 1 всю оснастку5 увеличения нагрузки на зубки рассистемы.ширителя. Пропыбоч ыи агент (I) Шлап., . .. /2 : й с лУс- Чл у х/х х о; сгУУг х.х X/xNSHo;- crtssLti- 1 7 28 3 3 10 5 ff

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ПИЛОТНОЙ СКВАЖИНЫ И ПРОТАСКИВАНИЯ В НЕЙ ТРУБОПРОВОДА, содержащее бурильную колонну с механизмом подачи, соединеннзто с расширителем, колонну обсадных труб и механизм протаскивания колонны обсадных труб, состоящий из поршней, подводящих каналов. спускного клапана и полого штока, связанног о с расширителем и задним поршнем и соединенного с магистралью высокого давления, причем механизм протаскивания соединен с колонной обсадных труб с помощью шинопневматической муфты, о тличающееся тем, что, с целью увеличения скорости расширения за счет повьшгения качества очистки забоя от шлама и увеличения нагрузки на зубки расширителя, оно снабжено дополнительным механизмом подачи, выполненным в общем,цилиндре с механизмом протаскивания, эжектором и струйным насосом, причем цилиндр установлен коаксиально полому штоку, а внутри цилиндра размещены пере.-ородки со спускными клапанами и поршни с подводящими каналами, между которыми образованы расположенные с чередованием камеры тяги и подачи, при этом перегоСЛ родки жестко закреплены на корпусе i цилиндра, поршни - на полом штоке, в общем цилиндре выполнен отводной канал, на конце которого расположен эжектор, а на хвостовой части полого штока расположен струйный насос. . 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что спускные клапаны жестко связаны между собой.

7rj „, lUnan Bosdyx(P) Воздух(Р) „ 23 2tt