Способ бурения скважин ударными импульсами Советский патент 1987 года по МПК E21B4/06 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к бурению скважин в породах, обладающих малой пластичностью.

Целью изобретения является снижение энергоемкости и повышение КПД.

На чертеже представлено устройств для реализации предлагаемого способа бурения.

Устройство состоит из корпуса 1, коаксиальной промывочной трубы 2, электронного распределителя 3 с кабельными выводами 4, бойков 5 с четырьмя зубками 6, опорных стоек 7, электромагнитных ударных механизмов 8, бойков 9 с тремя зубками 10, токо подвода 1,

Корпус 1 по высоте разделен гер- метич}1ыми перегородками на три отсека. Средний отсек 12 - промывочный, соединен при помощи промывочной трубы 2 с внутренним каналом бурильной колонки 13. Бойки 5 и 9 выполнены с осевым промывочным каналом 14, например, Г-образной формы и подпружинены относительно корпуса 1.

Верхний отсек 15 - электронный; нижний отсек 16, например, заполнен диэлектрической жидкостью, и в нем помещены электромагнитные ударные механизмы 8, электрически связанные через выводы 4 с распределителем 3. Распределитель 3, в свою очередь, электрически связан с источником электроэнергии (не показан), находящимся на поверхности, через токопод- вод 11. В данном случае корпус 1 имеет основание 17 в виде круга.

На чертеже устройство изображено заглубленным в скважину. Оно опирается на забой стойками 7, а зубки бойков 5 и 9 не касаются поверхности забоя, за исключением крайнего правого бойка.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед спуском в скважину устройства электронному распределителю 3 задается программа: схема нанесения ударов по з,1бою, число ударов в единицу времени, сила наносимых ударов (в зависимое™ от физико-механических свойств пород) и порядок нанесения ударов.

Затем устройство опускают в скважину, де, тая при этом, если есть необходимость, npl)Nfl,iBKH.

Промывочная жидкость (газ, смесь газов) подается , по трубе 2 в отсек 12, а оттуда через Г-образные промы- вочные каналы 14 бойков 5 и 9 жидкость попадает на забой и в затрубное пространство.

После установки устройства на забой скважины к устройству подается

по токоподводу 11 электроэнергия и включается электронный распределитель 3, который поочередно в заданном порядке включает электромагнитные ударные механизмы 8 бойков.

Удар по забою наносит крайний правый боек 5 с четырьмя зубками 6, в этот момент канал 14 бойка перекрыт, т.е. промывочный агент в зону поражения забоя не подается, а промывочные каналы 14 остальных бойков. 5 и 9 открыты, т.е. остальная поверхность забоя омывается промывочным агентом, при этом с забоя удаляется Выбуренная порода.

После удара этот боек отрывается от забоя, и в его промывочный канал подается промывочный агент, который поступает непосредственно в образующуюся от разрушения лунку и вымывает

из нее породу.

Затем удар по забою наносит следующий боек и так до полного разрушения всей поверхности забоя на заданную глубину серией последовательных

ударов. Удары наносятся дискретно от центра к периферии забоя.

Схема нанесения ударов может быть кольцевой: первый удар наносится по центру забоя, а последующие удары

серии - по концентрическим окружностям, радиус которых увеличивается в направлении от центра к стенкам скважины, и лучевой: первый удар наносится по центру забоя, а последующие

удары серии - по радиусу забоя в направлении от центра к стенке скважины. Кольцевая схема поражения забоя обеспечивает бурение предлагаемым способом с отбором керна.

Погружение бурового снаряда в

скважину (подача) происходит по мере углубления забоя и очистки его от выбуренной породы под действием собственного веса бурового снаряда, т.е.

бурильная колонна все время находит- ся в растянутом состоянии, так как при бурении по данному способу нет потребности в осевой нагрузке, т.е. не надо прижимать буровой снаряд к

забою, потому что для разрушения забоя используется кинетическая энергия бойков, жестко соединенных с породо- разрушающими зубками и не контактирующих с разрушаемой поверхностью в исходном положении.

Кроме того, такая компоновка бойка с породоразрушающим инструментом (зубками) позволяет повысить эффективность разрушения на 20% по сравнению с известной компоновкой (боек - наковальня) при одинаковой энергии удара.

Поскольку форма забоя скважины в плане при осуществлении способа бурения задается формой расположения бойков на основании бурового снаряда и нет необходимости вращать буровой снаряд вокруг оси скважины, то возможно выбирать форму забоя, отличающуюся от круга. Например, в неустойчивых породах форма забоя может быть в виде эллипса, что значительно

9

jtf -7

повысит устойчивость стенок скважины и т.п.

Формула изобретения

Способ бурения скважин ударными импульсами, включающий последовательное нанесение периодических ударов каждым из заданной совокупности бойков по соседнему участку забоя и подачу очистного агента, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости и повышения К11Д, последовательное нанесение периодических ударов осуществляют дискретно от центра к периферии забоя с перекрытием поверхности последнего, подачу очистного агента осуществляют непосредственно в лунку, образованную каждым ударом, и чередуют удар с подачей очистного агента, при этом наносят удар каждым последующим бойком после прекращения контакта предыдущего бойка с забоем. 1

JO // ///I/// /// / К / ///

Составитель А. Хромин Редактор Л. Веселовская Техред Л.Сердюкова Корректор А. Зимокосов

5173/31

Тираж 532 Подписное ВНИКНИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к бурению скважин в породах, обладающих малой пластичностью, и позволяет снизить энергоемкость и повысить КПД бурения. Способ включает последовательное нанесение периодических ударов каждым . из заданной совокупности бойков по соседнему участку забоя. Нанесение ударов осуществляют(дискретно от центра к периферии забоя с перекрытием поверхности последнего. После удара боек отрывается от забоя, и непосредственно в лунку, образованную каждым ударом, Подается оч 1стной агент, вымывающий из нее породу. Т.обр. чередуют удар с подачей очистного агента. Удар каждым последующим бойком наносят после прекращения контакта предыдущего бойка с забоем и так до полного разрущения всей поверхности забоя на заданную глубину. 1 ил. с S (Л со 1 00 4 00