Наддолотное ловительное устройство Советский патент 1988 года по МПК E21B21/00 

(О

О) СА9

со

О)

кольцевой полости 5 между внутренней j поверхностью (ВП) и наружной поверхностью кожуха 5 и К 1. Причем ВП кожуха 4 коническая с большим основанием в нижней части. Угол наклона этой поверхности относительно оси устройства выбирается в соответствии со специальной зависимостью. Также ВП кожуха 4 м.б. ступенчатой, высота каждой ступени равна или больше разности нару жного диаметра кожуха 4 и

1406336

диаметра долота. Кроме того, ВП кожуха 4 м.б. вьтолнена в виде спирали с винтовой нарезкой, направление которой обратно направлению вращения инструмента. В процессе бурения шлам с потоком промывочной жидкости поднимается в полость 5 кожуха 4. Частицы пшама, сталкиваясь с ВП кожуха 4, отражаются от нее в низ полости 5. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к буровому инструменту и позволяет повысить эффективность работы устройства за счет обеспечения гарантированного удержания шлама в полости кожуха. Устройство содержит корпус (К) 1 с осевым проьмвочным каналом 2 и переходниками 3 в верхней и нижней частях, кожух. 4 с радиальными каналами. Он закреплен на К 1 с образованием

1

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к устройствам предназначенным для улавливания и удаления с забоя шлама и металлических предметов..

Цель изобретения - повьшение эффективности работы устройства за счет обеспечения гарантированного удержания шлама в полости кожуха.

На фиг.1 изображено наддолотное ловильноа устройство в рабочем положении с указанием сил, действующих на частищ, шлама в процессе бурения на фиг.2 - устройство с кожухом,

внутренняя поверхность которого выполнена конической; на фиг.3-устрой- ство с кожухом, внутренняя поверхность которого выполнена с винтовой нарезкой.

Устройство состоит из корпуса 1 с осевым промывочным каналом 2 и переходниками 3 в верхней и нижней частях корпуса 1. На корпусе 1 закреплен кожух 4 с образованием кольцевой полости 5 между внутренней стенкой кожуха 4 и наружной корпуса 1.

Внутренняя поверхность кожуха 4 выполнена конической с большим основанием в нижней части, причем угол наклона внутренней конической поверх ности кожуха 4 относительно оси устройства выбирается в соответствии с зависимостью

D - DH e-7/arctgд ,

где б - угол наклона внутренней поверхности кожуха, град;

5

5

0

0

5

D ц - наружный диаметр кожуха 4, мм;

DQ - диаметр долота 6, мм;

L - расстояние от нижнего торца долота 6 до верхнего торца кожуха 4, мм.

Внутренняя коническая поверхность кожуха 4 может быть выполнена в виде ступенчатых участков, где высота каждой ступени равна или больше разности D и D п, что уменьшает металлоемкость кожуха при его изготовлении, а также увеличивает объем полости 5. Коническая поверхность кожуха 4 также может быть выполнена в виде спирали 7 с винтовой нарезкой, направление которой противоположно направлению вращения инструмента. Угол конической поверхности кожуха определяется с учетом центробежной силы F, реакции конической поверхности на частицы шлама N, направленной в сторону дна полости и равнодействующей сил F и N-R, угла между осью вращения и осью устройства с, угла между силами F и N-M .

Для того чтобы сила R была равна нулю или направлена в сторону дна полости при любых режимах вращения устройства, необходимо и достаточно,, чтобы угол уклона был большим или равным максимально возможному углу перекоса осей вращения и симметрии устройства, т.е. 6 г/с( .

Угол наклона внутренней конической поверхности кожуха О определяется следующим образом.

В плоскости сечения открытого конца накопительной полости ловильного устройства максимальное смещение оси симметрии устройства относительно

, , ,4 оси вращения равно (см.фиг.).

Когда tg97.

л De - DH то у 7/ arctg-„-.

Таким образом, выполнение внутренней поверхности с углом уклона большим или

D - DH

равным arctg - обеспе-,

ZIj

чивает сохранность твердых частиц в ловильном устройстве во время буре- ния с любыми частотами вращения.

Устройство работа.ет следующим образом.

Перед спуском колонны труб на забой скважины к низу колонны труб при помощи переходника 3 крепят корпус 1 с установленным на нем кожухом 4 и долотом 6. Перед установкой устройства в зависимости от диаметра скважины и режима бурения подбирают кожух 4 и долото 6 необходимых размеров. После установки устройства колонну труб спускают на забой и осуществляют бурение. В процессе бурения шлам, поднимаясь потоком промывочной жидкости, попадает в полость 5 кожуха 4 Вход шлама в полость 5 кожуха 4 может осуществляться по любой траектории, в результате чего частицы шлама , сталкиваясь с внутренней коничес кой поверхностью кожуха 4, отражаютс от нее в низ полости 5.

После прекращения бурения колонну труб вместе с устройством поднимают на поверхность и очищают полость ко- жуха от шлама.

Устройство способствует наиболее полному удалению металла с забоя

скважины, что способствует увеличению проходки на долото и механической скорости бурения.

Формула изобретения

верхней и нижней частях, кожух с радиальными каналами, закрепленный на корпусе с образованием 1&льцевой полости между внутренней и наружной

стенками кожуха и корпуса, о т л и- чающееся тем, что, с целью повьшения эффективности работы устройства за счет обеспеч .ния гарантированного удержания шлама в полости кожуха, внутренняя поверхность кожуха выполнена конической с большим основанием в нижней части, с углом Наклона стенки кожуха относительно оси устройства, определяемым в соответствии с зависимостью

е, arctg

где

е DH М

угол наклона внутренней стенки кожуха, град; наружный диаметр кожуха, мм; диаметр долота, мм; расстояние от нижнего торца долота до верхнего торца кожуха, мм.

3.Устройство по ПП.1 и 2, о т - личающееся тем, что внутренняя коническая поверхность кожуха выполнена в виде спирали с винтовой нарезкой, направление которой обратно направлению вращения инструмента.