Наддолотный стабилизатор Советский патент 1992 года по МПК E21B10/30 

Изобретение относится к горному делу, в частности, к средствам для калибровки стенок скважины и стабилизации бурового става и является усовершенствованием известного устройства, описанного в а.с. СССР Me 1330298.

Известный стабилизатор содержит корпус с лопастями и боковыми каналами для прохода промывочной жидкости, а в корпусе под лопастями выполнена кольцевая про- точкл с верхним выступом, радиус которого равен половине суммы радиусов скважины и бурового става, а в проточке установлены ролики с зазором по отношению к стенкам скважины, размер которого равен половине разности радиусов скважины и ус- гула.

Недостатком этого стабилизатора является то, что шламовые частицы, задерживаясь на выступе, сосредотачиваются, в основном, в верхней части кольцевой проточки, скучиваются, снижая эффективность дробления шлама.

Целью дополнительного изобретения является повышение эффективности дополнительного дробления шлама.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе по а. с. СССР № 1330298, содержащим корпус с лопастями, боковыми каналами, кольцевой проточкой с верхним выступом, в которой установлены ролики, кольцевая проточка выполнена в виде конусной поверхности, вершина которой обращена в сторону лопастей, а на боковой поверхности каждого ролика выполнены кольцевые пояски, причем высота этих поясков и расстояние менаду ними уменьшается от торца ролика, обращенного к лопастям, в направлении его торца, обращенного к верхнему выступу корпуса, причем верхний выступ корпуса и кольцевые пояскл роликов армированы твердосплавными вставками.

Таким образом, заявляемый стабилизатор соответствует критерию 2новизна. Сравнение заявляемого технического решения (стабилизатора) не только с прототипом,

но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях позволило выявить техническое решение, содержащее признак, сходный с признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа, - наличие продольных граней, образующих перевернутую пирамиду. На этих (наклонных) продольных гранях также происходит разделение шлама на фракции (внизу - более крупные, вверху - более мелкие).

Однако, предлагаемое техническое решение отличается тем, что фракционное разделение шлама происходит на поверхности конуса, а не на поверхности пирамиды, что имеет существенное качественное значение, так как частицы шлама, находясь на конусе, не препятствуют вращению стабилизатора до встречи с роликом.

Такое техническое решение обеспечивает предлагаемому устройству соответствие критерию существенные отличия.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Конусная поверхность дна проточки позволяет распределить частицы шлама по фракциям, исключить их скучивание и дифференцировать линейные величины сжатия частиц роликами в зависимости от их величин,

Это позволяет производить дробление шлама с оптимальными энергетическими затратами.

Кроме этого, оснащение роликов кольцевыми поясками с твердосплавным вооружением создает контакт роликов со стенкой скважины, что способствует стабилизации бурового става, а наличие радиальных твердосплавных вставок на верхнем уступе обеспечивает надежный контроль за прохождением в затрубное пространство крупных плоских частиц шлама.

На фиг. 1 представлен общий вид стабилизатора, на фиг. 2 - разрез по А-А с изображением стенки скважины.

Предлагаемый стабилизатор (см. фиг. 1) включает корпус 1 с продольно расположенными лопастями 2 армированными, например, твердым сплавом 3.

Верхней присоединительной резьбой стабилизатор свинчен с буровым ставом 4.

Между лопастями находятся продольные боковые каналы 5 для прохода промывочной жидкости (сжатого воздуха) и частиц шлама.

На корпусе стабилизатора (выше лопастей) выполнена кольцевая проточка с конусным дном 6 и верхним выступом 7 армированным твердосплавными вставками 8, причем радиус выступа R0 (см. фиг. 2) равен половине суммы радиуса лопастей Рлоп и бурового става RCTВ кольцевой проточке на осях 9. см. фиг.

5 1. расположены ролики 10, которые в своей верхней части образуют зазор I со стенкой скважины, минимальный размер которого равен половине разности радиусов лопасти Рлоп и выступа Re.

10 На роликах выполнены кольцевые пояски 11, армированные твердосплавными вставками 12, причем высота поясков и расстояние между ними уменьшается от торца ролика, обращенного к лопастям, в направ15 лении его торца, обращенного к верхнему выступу корпуса.

Кольцевые пояски образовывают на роликах межкольцевые пространства, соответственно, более широкие и глубокие со

0 стороны торца, обращенного к лопастям и уменьшающиеся по ширине и глубине в сторону торца, обращенного к верхнему выступу.

Стабилизатор работает следующим об5 разом,

В скважине стабилизатор располагается непосредственно над породоразрушаю- щим инструментом.

В процессе бурения лопасти 2 и кольце0 вые пояски 1 роликов 10 (см. фиг. 1) калибруют стенки скважины, центрируют буровой став и воспринимают поперечные колебания бурового става.

Буровой шлам, образуемый породораз5 рушающим инструментом (например, шарошечным долотом), под действием промывочной жидкости восходят по боковым каналам 5 и попадают в полость кольцевой проточки. При этом мелкий шлам 13

0 беспрепятственно проходит в ячейках сита, образованныхвыступом7,

твердосплавными вставками 8 и стенкой скважины 14, а крупные шлам 15,16 расклинивается между стенкой скважины и конус5 ным дном 6 кольцевой проточки, при этом шлам распределяется по фракциям, так, например, крупная шламовая частица 15 расклинится в нижней части конусного дна, а меньшая шламовая частица 16 в верхней.

0 Плоские или удлиненные частицы 17, размеры которых превышают размер за- трубного пространства става, также задерживаются уступом 7 и твердосплавными

5 вставками 8.

В последующий момент вращения устройства шламовые частицы попадают под ролик в межкольцевые пространства между кольцевыми поясками и дробятся.

Причем, в более широкие и глубокие межкольцевые пространства попадут крупные частицы шлама и соответственно в менее широкие и глубокие межкольцевые пространства попадут менее крупные частицы, что позволит дифференцировать линейные величины сжатия частиц роликом в зависимости от их величины и исключить их чрезмерное сжатие, и, соответственно, снизить энергетические затраты на дробление. Формула изобретения 1, Наддолотный стабилизатор по ав. св. Мг 1330298, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дополнительного измельчения шлама, дно кольце

вой проточки корпуса выполнено в виде конусной поверхности, вершина которой обращена в сторону лопастей, g на боковой поверхности каждого ролика выполнены кольцевые пояски, причем высота этих поясков и расстояние между ними уменьшается от торца ролика, обращенного к лопастям, в направлении его торца, обращенного к верхнему выступу корпуса.

2. Стабилизатор по п. 1, от л ич a tout и и с я тем, что верхний выступ корпуса и кольцевые пояски роликов армированы твердосплавными вставками.

Использование: компоновка инструмента при бурении скважин различного назначения, Сущность изобретения: стабилизатор содержит корпус с лопастями для измельчения шлама и боковыми каналами для его транспортировки. В корпусе над лопастями выполнена кольцевая проточка с верхним выступом. Дно кольцевой проточки выполнено в виде конусной поверхности, вершина которой обращена в сторону лопастей. В проточке установлены ролики с кольцевыми поясками на боковой поверхности. Высота кольцевых поясков и расстояние между ними уменьшается от торца ролика, обращенного к лопастям в направлении его торца, обращенного к верхнему выступу корпуса. 2 ил.

4