Расширитель скважины Советский патент 1989 года по МПК E21B7/28 

Нижняя опора выполнена в виде разрезной втулки (В) 10, внутренняя поверхность 1I которой выполнена в виде сферы, причем В 10 установлена с возможностью упора верхним торцом в К 1. Упорные поверхности 13 К 1 и В 10 выполнены под углом к продольной оси К 1 . Верхняя опора выполнена в виде разрезной В 5. На В 5 и 10 размещены рабочие диски в виде шарошек (Ш) 3 и 4 с породоразрушающими элементами 18. При этом В 10 и нижняя Ш 4 установлены с возможностью вращения относительно К 1 и одна относительно другой. Нижний торец Ш 4 вьшолнен в виде усеченного конуса и армирован также породоразрушающими элементами 18,На

нижней половине упорной поверхности 13 м.б, выполнены канавки. Точка пересечения продольной оси В 10 с продольной осью К 1 расположена в вершине конуса нижнего торца Ш 4. При вращении расширителя Ш 3 вращается на В 5,производя калибровку ствола скважины. При этом Ш 4 вращается на В 10. По мере износа упорных поверхностей 13 происходит постоянный угловой поворот Ш 4 относительно центра поверхности 11.Поворот Ш 4 обеспечивает увеличение диаметра ствола скв.ажины, а в случае износа породо- разрушающих элементов 18 диаметр скважины поддерживается в номинальном состоянии. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к инструменту, используемому для бурения скважин. Цель - повышение эффективности работы путем поддержания первоначального калибрующего диаметра скважины. На корпусе (К) 1, расширителя, имеющем канал 2 для промьшочной жидкости, установлены одна под другой опоры, имеющие противоположное смещение относительно продольной оси К 1. i-J (Л , а ч сх

1

Изобретение относится к инструменту, используемому при бурении скважин, а именно к устройствам, применяемым для последовательного расширения ранее пробуренного ствола скважины ступенчатым забоем.

Цель изобретения - повышение эффективности работы расширителя путем поддержания первоначального калибр то- щего диаметра.

На фиг.1 изображен расширитель, продольный разрезj на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Расширитель скважин содержит корпус 1 с каналом 2 для прохода промывочной жидкости и опорами, установленными на нем одна над другой и имеющими противоположное смещение относительно оси корпуса. На опорах смонтированы с возможностью вращения рабочие диски, выполненные в виде верхней 3 и нижней 4 шарошек.

Верхняя опора выполнена в виде разрезной цилиндрической втулки 5, зажатой эксцентричным кольцом 6, закрепленным штифтом 7 и дополнительно приваренным к корпусу 1. Втулка 5 зафиксирована от проворота с помощью шпонки 8, являющейся одновременно замковым элементом для запирания тел 9 качения, на которых установлена верхняя шарошка 3. Продольная ось

верхней шарошки 3, а следовательно, и ось .опоры (втулки 5) расположена параллельно продольной оси корпуса 1.

Нижняя опора выполнена в в1-ще разрезной втулки 10, внутренняя поверхность I1 которой выполнена сферической с центром на ее продольной оси. Втулка 10 с соосно установленной на ней на телах 9 качения и вкладыше 12 скольжения шарошкой 4, имеющей нижний торец в виде усеченного koHyca, размещена на корпусе 1 так, что их совместная продольная ось лежит в одной диаметральной плоскости с пррдольной осью верхней шарошки 3, но располагается по другую сторону .продольной оси корпуса 1 в вершине конуса нижнего торца нижней щарош- ки 4. Втулка 10 имеет возможность вращения относительно корпуса 1 по сферической поверхности. 1 1 , центр которой лежит на ее продольной оси. Втулка 10 установлена на корпусе 1 с возможностью упора ее верхнего торца в соответствующую упорную поверхность 1.3 корпуса 1 , при этом поверхность корпуса 1 в месте контакта с втулкой 10 и о тветная ей контактирующая поверхность втулки 10

вьшолнена под углом к продольной оси корпуса 1. На нижней половине упорной поверхности корпуса 1, имею

щей коническую форму, выполнены канавки 14.

Втулка 10 состоит из двух частей собирается на корпусе 1 с помощью штифтов 15 и стягивается с помощью кольца 16, сажаемого на втулку 10 с натягом в горячем состоянии. Допол- нительно полувтулки фиксируются в рдиальном направлении также вклады- шем 12 скольжений шарошки. 4. В теле шарошки 4 имеется замковый элемент в виде пробки 17 для запирания тел 9 качения. Нижняя 3 и верхняя 4 шарошки армированы породоразрушающими эле ментами 18, которые на нижней шарошке 4 размещены также на ее нижнем торце.

Под нижней шарошкой 4 в корпусе 1 расположена сменная насадка 19, за- герметизированная кольцом 20 и закрепленная шайбой 21.

В верхней и нижней частях корпуса 1 вьтолнены соединительные верхняя 22 и нижняя 23 резьбы.

Расширитель скважины работает следующим образом.

Верхней резьбой 22 расширитель присоединяется к компоновке низа бурильной колонны, а нижней - к долоту или к пилотному направлению. Вращение расширителя осуществляется при помощи ротора или забойного двигателя. При вращении расширителя и подаче его вниз производится расширение ствола скважины. Основную работу по расширению выполняет нижняя шарошка 4. Наличие угла между продольной осью корпуса и продольной осью шарошки 4 и точки их пересечения в вершине конуса нижнего торца нижней шарошки 4 обеспечивает при вращении расширителя пе- рекатьшание нижней шарошки 4 по уступу расширяемой скважины, при этом осуществляется его эффективное,раз- рушение посредством ударного дейст- .вия зубков шарошки 4 по кольцевому . забою.

При вращении расширителя происходит вращение верхней 3 и нижней 4 шарошек. Шарошка 3 вращается на втулке 5, жестко соединенной с корпусом, производя калибровку ствола скважины и обеспечивая центрирование низа бурильной колонны. Нижняя шарошка 4 вращается на втулке 10 на телах 9 качения и вкладыше I 2 скольжения.

Втулка 10 также имеет возможность вращения относительно корпуса I, Благо

даря установке нихней шарошки 4 на промежуточной втулке 10 частота ее вращения по отношению к опоре уменьшается, что повьш1ает срок службы вкладьш1а 12 шарошки. Осевая нагрузка передается при контакте уступооб- разующей части шарошки 4с полкой , ствола скважины черел тела 9 качения и воспринимается упорной поверхностью 13 корпуса 1. При повороте втулки 10с поджатием ее к упорной поверхности 13 происходит взаимной износ контактирующих поверхностей, причем износ упорной поверхности 13 корпуса носит односторонний характер, так как осевая нагрузка при центрированном положении корпуса направлена всегда на один и тот же участок упорной поверхности 13 корпуса 1. По ме-, ре износа упорных поверхностей 13 происходит постоянный угловой поворот шарошки 4 относительно центра сферической поверхности 11, находящегося на наклонной оси шарошки. Поворот шарошки 4 обеспечивает увеличение диаметра ствола скважины, и в случае износа породоразрущающих элементов 18 диаметр скважины поддерживается в номинальном состоянии. В процессе износа упорной поверхности 13 металлические частицы выносятся в канавки 14 уменьшая вероятность задира контактирующих поверхностей и их схватьшания. Варьируя ширину канавок 14, т.е. подбирая площадь контакта упорной поверхности 13, можно величину износа этой упорной поверхности соизмерить с величиной износа породоразру- шающих элементов.

Расположенная под нижней шарошкой . гидромониторная насадка 19 осуществляет вынос разбуриваемой шарошкой горной породы, а также частичное разрушение полки ствола скважины (осо-- бенно -в породах мягкой и средней категории) .

Формула изобретения

Фиг. J

Составитель В.Чуносов

ТехредМ.Ходанич Корректор В.Гирняк

Заказ 1330/33

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное