Устройство для бурения и гидравлического опробования скважин Советский патент 1989 года по МПК E21C45/00 

26

СО

г

лен патрубок 11 с образованием кольцевой полости 13. В последней расположена с возможностью осевого перемещения и перекрытия боковых отверстий в крайнем верхнем положении подпружиненная втулка 1А. В боковых отверстиях установлены гидромониторные насадки 2, С втулкой 14 жестко (;оединен дополнительный породоразрушающий н- струмент 19. Втулка 14 связана с корпусом I посредством элементов 16 передачи, выполненных на внешней и внутренней повер йости корпуса 1 . В результате перемещения втулки 14 с инструментом 19 открьшается отверстие насадки 2 и под действием высоконапорной струи очистного агента стенка скважины разрушается с образованием выемочной камеры, из которой продукты разрушения в ввде пульпы перемещаются к забою и далее по полости 7 на поверхность. 1 ил.

Изобретение относится к бурению скважин и геотехнологии и может быть использовано в скважинной гидродобыче полезных ископаемых. Цель - повышение надежности работы устройства и его производительности. Устройство содержит полый корпус 1 с боковыми отверстиями, с нижней частью корпуса 1 соединен кольцевой породоразрушающий инструмент 9. Внутри корпуса 1 установлен патрубок 11 с образованием кольцевой полости 13. В последней расположена с возможностью осевого перемещения и перекрытия боковых отверстий в крайнем верхнем положении подпружиненная втулка 14. В боковых отверстиях установлены гидромониторные насадки 2. С втулкой 14 жестко соединен дополнительный породоразрушающий инструмент 19. Втулка 14 связана с корпусом 1 посредством элементов 16 передачи, выполненных на внешней и внутренней поверхности корпуса 1. В результате перемещения втулки 14 с инструментом 19 открывается отверстие насадки 2 и под действием высоконапорной струи очистного агента стенка скважины разрушается с образованием выемочной камеры, из которой продукты разрушения в виде пульпы перемещаются к забою и далее по полости 7 на поверхность. 1 ил.

Изобретение относптся к области бурения скважин и геотехнологии и может быть использовано в скважин- ной гидродобыче полезных ископаемых и скважинном гидравлическом опробовании.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и его производительности.

На чертеже схематически изображено устройство в процессе его работы, продольный разрез (слева - во время бурения скважины, спра- ва - во время размьша продуктивного пласта).

Устройство для бурения и гидравлического опробования скважин состоит из корпуса 1 с боковыми отверстиями, в которые встроена гидромониторная насадка 2. К верхней части корпуса 1 присоединен переходник 3 для соединения с двойной бурильной колонной, включающей наружную 4 и внутреннюю 5 трубы. Кольцевое пространство 6 между ними является напорной магистралью а полость 7 - возвратным пульповыдач- ным каналом. Внутренняя поверхность корпуса 1 оборудована элементами передачи вращения, например шлицами 8. К нижней части корпуса 1 присоединен кольцевой породоразрушающий инструмент 9. Внутри корпуса 1 с помощью центраторов 10 установлен патрубок I с наконечником 12,

Корпус I и патрубок 11 образуют между собой кольцевую полость 13, в которой размещены подвижная в осевом направленной втулка 14 и пружина 15. Внешняя поверхность втулки 14 оборудована элементами 16 передачи вращения, взаимодействующими с ответными аналогичными элементами 8 корпуса 1 .

0

5

0

5

0

5

0

5

На верхнем торце втулки 14 выполнен клапанный выступ 17, взаимодействующий с клапанным седлом 18, смонтированным в корпусе 1 . В нижней своей части втулка 14 жестко связана с допол- нительньм кольцевым породоразрушаю- щим инструментом 19, внутренняя расточка которого образует с наконечником 12 кольцевой эжектор 20. Внутри втулки 14 выполнено клапанное седло 21 для взаимодействия с ответной поверхностью 22 наконечника 12.

На поверхности наконечника 12 выполнены продольные пазы 23, которые при гндроразмыве (Лгенок скважины (т.е. в крайнем нижнем положении дополнительного породоразрушающего инструмента 19) образуют дополнительный тракт для дозированной подачи очистного агента из напорной.магистрали 6 через кольцевую полость 13, продольные пазы 23 и пульповьдачной канал 7.

Устройство работает следующим образом.

Для реализации процесса бурения скважины без размьша ее стенок (чертеж, левая половина разреза) устройству через колонну двойных бурильных труб 4 и 5 сообщается осевое уси- Jme и крутящий момент. При этом втулка 14, преодолевая сопротивление сжатия пружины 15, перемещается в крайнее верхнее положение, а ее клапанный выступ 17 вступает во взаимодействие с клапанным седлом 18 корпуса 1. В результате весь поток очистного агента из напорной магистрали 6 через полость 13 направляется в кольцевой эжектор 20. Это обеспечивает эффективную очистку забоя от керна и шлама в процессе бурения, так как -на его реалиэацио направлена вся гвд- равлическая мощность буровой установки. в общем случае улучшение очиЭТ- ки забоя скважины от шлама и обломков керна повышает механическую скорость бурения и надежность работы устройства,

Гидроразмыв стенок скважины и извлечение размытого материала на поверхность производятся следующим образом. Частоту вращения устройства в скважине устанавливают в пределах I-IO об /мин. В интервале, намеченном для образования выемочной камеры 24, устройство поднимают над забоем 25 скважины. При этом пружина 15 перемещает втулку 14 с дополнительным породоразрушающим инструментом 19 в крайнее нижнее положение (чертеж, правая половина разреза), где клапанное седло 21 вступает во взаимодействие с поверхностью 22 наконечника 12. В результате открьта- ется отверстие гвдромониторной насадки 2 и под действием высоконапорной струи очистного агента стенка 26 скважины разрушается с образованием выемочной камеры 24. Из последней продукты разрушения в ввде пульпы перемещаются вниз к забою 25 скважины и далее по полости 7 устройства транспортируются на поверхность для геологического опробования.

Одновременно с переключением основного потока очистного агента на размыв стенок скважины в устройстве посредством продольных пазов 23 наконечника 12 образуется дополнитель10

307726

ный тракт подачи некоторой части (Vl 0%) очистного агента непосредст- веино в полость 7. При этом очистной агент, омывая поверхность 27, препятствует зашламованию полости кольцевого эжектора 20 частицами размытой породы. Это обеспеч1гаает надежность срабатьгоания устройства при его постановке на забой 25 для возобновления процесса бурения скважины.

Формула изобретения

JC Устройство для бурения и гидравлического опробования скважин, включающее полый KOjjnyc с боковыми отверстиями, кольцевой породоразрушающий инструмент, соединенный с нижней час20 тью корпуса, патрубок, установленный внутри корпуса с образованием кольцевой полости, в которой установлена с возможностью осевого перемещения и перекрытия боковых отверстий в край25 нем верхнем положении подпружиненная втулка, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и его производительности, оно снабжено Г1щромониторньми

3Q насадками, установленными в боковых отверстиях, и дополнительным породо- разрушаюЩим инструментом, жестко соединенным с подпружиненной втулкой, которая связана с корпусом посредством элементов передачи вращения, выполненных на ее внешней поверхности и внутренней поверхности корпуса.