Гидравлический расширитель Советский патент 1991 года по МПК E21B10/32 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к инструменту для расширения ствола скважины до требуемого размера при различных технологических операциях.

Цель изобретения - повышение эффективности расширителя за счет сокращения спуско-подьемных операций,

На фиг.1 изображен гидравлический расширитель, общий вид; на фиг.2 - то же, в нерабочем положении.

Гидравлический расширитель содержит полый цилиндрический корпус 1. имеющий по концам замковые резьбы 2 для присоединения к бурильной колонне. В корпусе 1

расширителя выполнены перпендикулярно оси цилиндрические радиальные отверстия 3, соединенные с центральным промывочным каналом 4, и установлен дроссель 5. В отверстиях 3 закреплены направляющие гильзы 6 запорной втулкой 7. На внутренней поверхности направляющих гильз 6 выполнены винтовые канавки 8. Породоразрушающие органы 9 размещены концентрично в направляющих гильзах 6 вместе с уплотни- тельной манжетой 10 и выполнены с упругими выступами 11. Рабочие поверхности 12 породоразрушающих органов 9 выполнены криволинейной формы и армированы твердосплавными вставками 13.

О

о ел о

Гидравлический расширитель работает следующим образом.

Компоновку низа бурильной колонны, включающую гидравлический расширитель с породоразрушающими органами 9, вдви- нутыми внутрь направляющих гильз 6 (транспортное положение), спускают в скважину на заданную глубину. При прокачива- нии промывочной жидкости через бурильные трубы в корпусе растет давление в зависимости от количества прокачиваемой жидкости и диаметра дросселя 5.- Воз- никший перепад давления между внутренней полостью корпуса 1 и затруб- ным пространством воздействует через уп- лотнительные манжеты 10 на упругие выступы 11 породоразрушающих органов 9, заставляя упругие выступы 11 разместиться в наклонных канавках 8 направляющих гильз 6.

Дальнейшее увеличение перепада давления внутри корпуса 1 и связанное с ни№ усилие, действующее вдоль оси породоразрушающих органов 9, заставляет их выдвинуться из направляющих гильз 6 до упора в стенку скважины. Одновременно с осевым перемещением породоразрушающих органов 9 происходит их поворот вокруг собственной оси на некоторый угол благодаря взаимодействию упругих выступов 11 с ка- навками 8.

При вращении расширителя породо- разрушающие органы 9, разрушая горную породу, выдвигаются на расчетную глубину, образуя кольцевую выработку (забой) в стенке скважины. В процессе вазимодей- ствия с горной породой режущие учас.тки рабочих поверхностей 12 породоразрушающих органов 9 изнашиваются и перестают эффективно разрушать кольцевой забой на стенке скважины, что отражается на механической скорости проходки.

Для возобновления работы расширителя с прежней производительностью прекращают прокачивать промывочную жидкость, вследствие чего перепад давления внутри корпуса 1 снимается, и упругие выступы 11 породоразрушающих органов 9 выходят из наклонных канавок 8 направляющих гильз 6.

Затем вдвигают породоразрушающие органы 9 внутрь направляющих гильз 6 (в транспортное положение), для чего перемещают всю компоновку бурильной колонны вверх или вниз для обеспечения взаимодей-

ствия криволинейных рабочих поверхностей 12 породоразрушающих органов 9 с нерасширенными участками стенки скважины.

При вдвигании внутрь направляющих гильз 6 поворот породоразрушающих органов 9 вокруг своей оси не происходит, так как упругие выступы 11 не взаимодействуют с наклонными канавками 8 направляющих гильз 6. Затем вновь прокачивают промывочную жидкость, создавая перепад давления в корпусе 1 и на уплотнительных манжетах 10 породоразрушающих органов 9, заставляя упругие выступы 11 разместиться в наклонных канавках 8 направляющих гильз 6. Далее в процессе осевого перемещения породоразуршающих органов 9 до упора в стенку скважины происходит их поворот на некоторый угол вокруг собственной оси, благодаря чему с породой кольцевого забоя начнут взаимодействовать новые режущие участки рабочей поверхности 12 породоразрушающих органов 9.

Криволинейная форма рабочей поверхности 12 породоразрушающих органов 9 гидравлического расширителя способствует надежному переводу их в транспортное положение, так как при взаимодействии с нерасширенным участком ствола скважины на криволинейной поверхности возникает горизонтальная составляющая q осевой нагрузки G, которая перемещает породоразру- шающме органы 9 внутрь направляющих гильз 6, когда давление внутри корпуса расширителя отсутствует (фиг.2).

Формула изобретения Гидравлический расширител ь, содержащий полый корпус с радиальными отверстиями, размещенные в отверстиях направляющие гильзы с породоразрушающими органами, установленными с возможностью перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышении эффективности расширителя за счет сокращения спу- ско-подьемных операций, гильзы выполнены на внутренней поверхности с винтовыми канавками, а породоразрушающие органы выполнены с упругими выступами с возможностью расположения их в канавках гильз при выдвижении породорэз- рушающих органов, причем отверстия выполнены перпендикулярно оси корпуса, а рабочая поверхность породоразрушающих органов выполнена криволийнейной.

S&-S

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для расширения ствола скважины. Цель - повышение эффективности расширителя за счет сокращения спуско-подъемных операций. Расширитель содержит полый корпус с радиальными отверстиями. В последних размещены направляющие гильзы с породоразрушающими органами, установленными с возможностью перемещения. Гильзы выполнены на внутренней поверхности с винтовыми канавками. Породоразрушающие органы выполнены с упругими выступами с возможностью расположения их в канавках гильз при выдвижении породоразрушающих органов. Отверстия расположены перпендикулярно оси корпуса. Рабочая поверхность породоразрушающих органов выполнена криволинейной. Такое выполнение поверхности способствует надежному переводу их в транспортное положение, т.к. при взаимодействии с нерасширенным участком ствола скважины на криволинейной поверхности возникает горизонтальная составляющая осевой нагрузки, которая перемещает породоразрушающие органы внутрь направляющих гильз, когда давление внутри корпуса отсутствует. 2 ил.