Устройство для бурения скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B7/10 

1

Изобретение относится к бурению скважин вращательным способом.

Известно устройство для ударного бурения, включающее долото, расширитель с резцами, ударную массивную щтангу с направляющими фонарями и буровой инструмент (1J.

Однако указанное устройство для проходки скважины в целом или ее отдельных интервалов в большинстве геологотехнических условий нерентабельно.

Извеспю уггройство для вращательного бурения, включающее корпус, капсулу, переводники, кольцевой груз устаьювленный ьа трубе, расположенной внутри корпуса по его оси, прячем капсула с подпружиненным грузов мозможностъ перемещаться по ;;:и хпг Tvi;T;, а кольцевой груз образует с корпусогу; 3;j:;U)p 12.

Известное устройство не может предупредить нскривление скважин, так как направ.гение удара совпадает с направлением оси корпуса и, следовательно, оси низа бурильной ко/юнны, которая, как правило, ие верти1;альна.

Целью изобретения является предотвращение искривления скважин.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено размещенной на трубе центрирующей втулкой, имеющей сферическую наружную поверхность и установленной с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью кольцевого груза, причем зазор между трубой и кольцевым грузом равен зазору между кольцевым грузом и корпусом.

На фиг. 1 показано устройство для бурения скважин; иа фиг. 2 - устройство для бурения скважин при наклонной оси скважины.

Устройство включает корпус 1, верхний переводник 2 и нижний переводник 3. Переводник 2 наворачивается на нижний конец бурильной колонны (не показана), а к переводнику 3 крепится долото (не показано). Внутри корпуса 1 концентрично установлена труба 4, служащая для направления потока промывочной жидкости от бурильной колонны к долоту. Между корпусом I и трубой 4 расположен кольцевой груз 5, образующий с корпусом зазор. Для увеличения высоты отскока и повышения энергии удара кольцевого груза 5 над ним установлен подпружиненный вспомогательный груз 6. На трубе 4 размещена центрирующая втулка 7, имеющая сферическую поверхность и установленную с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью кольцевого груза 5, что обеспечивает концентричное расположение верхнего конца кольцевого груза 5 относительно корпуса 1 и трубы 4 при любом положении оси нижнего конца инструмента. При этом зазор между кольцевой втулкой 5 и трубой 4 равен зазору между кольцевым грузом 5 и корпусом 1. Для предупреждения появления на поверхности нижнего переводника 3, играющего роль наковальни, осадка, снижающего силу удара, на внутренней поверхности этого переводника выполнены уступы. Для предупреждения смятия корпуса 1 гидравлическим давлением в трубе 4 выполнены отверстия.

Устройство работает следующим образом (фиг. 2). Под действием вынужденных колебаний долота кольцевой груз 5 отскакивает в верхнее положение. Высота отскока определяется амплитудой и частотной характеристикой вынужденных колебаний долота, жесткостью и частотой собственных колебаний кольцевого груза 5. Благодаря центрирующей втулке 7 верхний конец кольцевого груза 5 равноудален от корпуса 1 и трубы 4 (при равенстве зазоров корпус 1 - кольцевой груз 5 и кольцевой груз-5-трубы 4). Это обеспечивает отвесное падение кольцевого груза при максимально возможном наклоне оси инструмента для заданных размеров деталей устройства.

При падении кольцевого груза 5 центрирующая втулка выполняет роль оси маятника и способствует вертикальному движению груза и, следовательно, вертикальному направлению удара по переводнику 3.

Под действием колебаний долота удары периодически повторяются. Импульс сил, передаваемых на забой от низа бурильной колонны и ударов свободно вертикально падающего груза направлен к вертикали, что обеспечивает предотвращение искривления скважин.

Формула изобретения

1.Устройство для бурения скважин, включающее корпус, переводники, трубу, расположенную внутри корпуса и размещенный на трубе кольцевой груз, образующий с корпусом зазор, отличающееся тем, что, с целью предотвращения искривления скважин, оно снабжено размещенной на трубе центрирующей втулкой, имеющей сферическую наружную поверхность и установленной с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью кольцевого груза.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зазор между трубой и кольцевым грузом равен зазору между кольцевым грузом и корпусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Серед Н. С. и др. Бурение нефтяных и газовых скважин. М., «Недра, 1974, с. 15.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 541961,кл. Е 21 В 5/Ш, 1975 (прототип

Vuz. 1

(Риг.2