Устройство для бурения в рыхлых и раздробленных породах с одновременной обсадкой скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B7/20 

Изобретение относится к горнодобывающей промь1шленности и может быт использовано для бурения скважин . в рыхлых и раздробленных породах, в частности при бзфении взрывных . скважин. Известно устройство для бзгрения в рыхлых и раздробленных породах с одновременной обсадкой скважин, включающее буровую колонну, буровую коронку и обсадную колонну flJ« Недостаток устройства - сложность конструкции и невозможность замены буровой коронки. Наиболее близким к изобретению по т ехнтшской сзтцности и достигаемому результату является устройство включающее- буровзда колонну, буровую коронку с -продольными лазами и бсадную колонну с внутренним направляющим выступом .для радиального смещения буровой ко(онкн 2j. Недостаток известного устройст- ва - малая эффективность буровых работ из-за значительных затрат мощности на- трение обсадной колонны по стенкам сквалшны и необходимости иметь дополнительный привод для вращения обсадной колонны. Кроме того, известное устройство металлоемко. Цель изобретения - повышение эф«1)ективности бурения глубоких скважин. , f. Указанная цель достигается тем, что устройство для бурения в рыхльр и раздробленных породах с одновременной обсадкой скважины, включающе буровую колонну, буровзпо коронку -: С Продольными пазамн и обсадную ко-лонну с внутренним направляющим выс тупом для радиального смещения буровой коронки, снабжено радиальноупорным подшипником скольжения с верхней и нижней кольцевыми обоймами, имеющими Конические рабочие поверхности, и, хвостовиком, соединенным с нижней, частью обсадной колонны с возможностью вращения вокру ее оси, при этом верхняя кольцевая обойма скреплена с буровой колонной и имеет пазы для прохода восходящег потока бурового шлама, нижняя кольцевая обойма скреплена с обсадной колонной и имеет пазы для прохода бзфоной коронки,при транспортировании буровой колонны внутри обсадной колонны, а хвостовик имеет открытый 25J снизу поперечный паз, расположенный напротив внутреннего направляющего выступа, причем направляющий выступ вьтолнен в виде зубьев, размещенных в рабочем положении устройства в продольных пазах буровой коронки для передачи крутящего момента от буровой колонны к хвостовику. Кроме того, устройство может быть набжено термоизолирующей и стабилизирующей муфтами, соединенными между собой и размещенными соответственно между обсадной колонной и хвостовиком, при этом стабилизирующая муфта скреплена с нижней.кольцевой обоймой, а обсадная колонна вьтолнена из неметаллического материала. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. f. Устройство для бурения в рыхлых и., раздробленных породах с одновременной обсадкой скважины, состоит из обсадной колонны 1, вьтолненной из неметаллического материала, например полиэтилена. С обсадной колонной 1 соединена термоизолирующая муфта 2|,вьтолненная из материала с небольшим коэффициентом теплопроводности, а с муфтой 2 соединена стабилизирующая муфта 3, включающая соединительный переходник 4. Хвостовик 5 обсадной колонны соединен со стабилизирующей муфтой 3 на . подшипниках (не показаны) с возможностью вращения вокруг оси не- . подвижной обсадной колонны. На нижнем койце хвостовика выполнен открытый книзу поперечный паз 6 и расположенный напротив него внутренНИИ направляющий выступ 7, вьшолненный в виде зубьев 8. Внутри обсадной колонны 1 расположена буровая колонна 9 с буровой крестообразной коронкой 10, имеющей продольные пазы 11. В рабочем положении устройства, при бурении, зубья 8 размещаются в продольных пазах 11 буровой коронки.. Для вращения буровой колонны 9 внутри обсадной колонны 1 и для передачи осевого усилия от буровой колонны к обсадной применен радиальдо-упорный подшипник скольже-i .ния, верхняя кольцевая обойма 12 которого имеет коническую pa6o4jno поверхность (не показана) и жестко .. . . . соединена с буровой колонной, а ниж няя кольцевая обойма 13 также имеет ответную коническую рабочую поверхность и жестко скреплена с обсадной колонной 1 или со стабилизирующей муфтой 3. Обойма 12 имеет пазы 14 для прохода бурового шлама, а обойма 13 - пазы 15 для прохода буровой коронки. Устройство работает следующим образом. Перед началом бзфания буровую ко лонну 9 вместе с верхней обоймой :12 и буровой коронкой 19 вводят во внутреннюю полость обсадной колонны i1. Буровая коронка проходит по паI зам 14, а обойма 12 задерживается на обойме 13, и при этом в нижнем положении коронка 10 отклоняется в радиальном направлении внутренним направляющим выступом 7, а зубья 8 входя в пазы 11 буровой коронки. Устройство готово к работе, и коронка занимает эксцентричное положение по отношению к оси обсадной колонны, выходя за габариты этой коловйы, чем обеспечивается ползгчение диаметра с сважины большим, чем диаметр буровой коронки. При бурешш скважины одновременно с вращением буровой коронки 10 и Дуровой колонны 8 происходит вратекие хвостовика 5, а на остальную часть обйадной колонны момент вращения не передается за счет вращения хвостойика относительно стаби254лизирующей муфты 3. При этом мзлфта 3 предназначена Для повышения жесткости устройства в призабойной его части, что стабилизирует направление бурения скважины. Термоизолирующая муфта 2 предназначена для уменьшения нагрева обсадной колонны 1 при взаимодействии обоймы 12 с обоймой 13, а также хвостовика 5 относитёльно муфты 3, препятствуя расплавлению полиэтилена. Буровой шлам выносится по кольцевому пространству между буровой и обсадной колоннами, проходя по пазам 14 кольцевой обоймы t2. Для замены буровой коронки буровую колонну извлекают из обсадной колонны. При применении предлагаемого устройства обсадная колонна в скважине не вращается, что уменьшает энергетические затраты на бурение, позволяя увеличить глубину скважины и в конечном счете - расширить область применения устройства. Снижение трения между обсадной . трубой и разрушенной породой позволяет использовать дешевые низкопрочные обсадные трубы, например, полиэти леновые. Кроме того, отсутствие необходимости использовать дополнительный привод для вращения обсадной колонны и ее осевой подачи позволяет применять простую по конструкции буровую установку.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ В РЬКЛЫХ И РАЗДРОБЛЕННЫХ ПОРОДАХ С ОДНОВРЙШННОЙ ОБСАДКОЙ СКВАЖИНЫ, включамщее бзфовую колонну, буровую . ксфонку с продольнь&ш пазами и обсадняо колонну с внутренним направляняцим выстзшом для радиального смещения буровой коронки, от л И ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения эффективности бурения глубоких скважин, оно снабжено ра- диально-упорным подшипником скольжения с верхней и нижней кольцевыми , имекнцими конические рабочие поверхности, и хвостовиком, соединенным с нижней частью обсадной колонны с возможностью вращения вокруг ее оси, при этом верхняя кольцевая обойма скреплена с бзфовой колонной и имеет пазы для прохода выходящего потока бурового шлама, нижняя кольцевая обойма скреп лека с обсадной колонной и имеет пазы для прохода буровой коронки при транспортировании буровой колонны внутри обсадной колоины, а хвостовик имеет открытый снизу поперечный паз, расположенный напротив внутреннего направляющего выступа, причем направляющий выступ выполнен в виде зубьев, размещеннЕлх в рабочем положении устройства в продольных пазах буровой коронки для передачи крутясл щего момента от буровой колонны к с хвостовику. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено термоизолирующей и стабилизирующей муфтами, соединенными между собой и размещенными соот4ib ветственно между обсадной колонной СО и хвостовиком, при этом стабилизирующая муфта скреплена с нижней кольсх цевой обоймой, а обсадная колонна to 01 вьшолнена из неметаллического материала.