Устройство для очистки стенок скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B37/00 

Изобретение относится к бурению газовых и газоконденсатных скважин и может быть использовано для подготовки ствола скважины к цементированию. Известно устройство для очистки стенок скважины, состоящее из корпуса и жестко закрепленных на нем проволочных щеток, расположенных по образующей корпуса в пазах под углом 120°. Корпус выполнен в виде утолщенной трубы с резьбой на концах для присоединения к бурильному инструменту 1. Недостаток устройства заключается в том, что оно не может быть успещно использовано при турбинном способе бурения, так как начального крутящего момента турбобура недостаточно для преодоления сил трения упругих элементов о стенки скважины. Кроме того, упругие элементы неподвижных щеток не защицдены от повреждения и подвергаются быстрому износу. По мере износа упругих элементов номинальный размер устройства не восстанавливается, что сказывается на качестве очистки. Наиболее близким к изобретению является устройство для очистки стенок скважины, состоящее из корпуса и щеток, установленных с возможностью передвижения их в радиальном направлении под действием перепада давления между трубным и затрубным пространствами 2. Недостатком устройства является то, что щетки подвергаются быстрому износу и по мере износа упругих элементов номинальный размер устройства не восстанавливается, что сказывается на качестве очистки. Цель изобретения - обеспечение надежности совместной работы устройства с турбобуром, увеличение срока службы устройства. Цель достигается тем, что корпус устройства выще щеток выполнен с радиальными отверстиями и снабжен установленными в них клапанами. На чертеже изображено предлагаемое устройство для очистки стенок скважины. Устройство состоит из корпуса 1, на концах которого имеется резьба для соединения с буровым инструментом. К корпусу устройства крепятся ограничители 2 деформации упругих элементов. Между ограничителями деформации в продольных пазах корпуса размещаются щетки 3, состоящие из ползунов 4, несущих на себе пучки упругих

элементов 5, выполненных из пружинной проволоки.

Ползуны имеют канавку по периметру боковой поверхности, в которую устанавливается уплотнение 6. Щетки устройства удерживаются в исходном положении возвратными пружинами 7. Возвратные пружины крепятся к корпусу накладками 8, являющимися ограничителями максимального хода ползунов.

В корпусе устройства вмонтированы разгрузочные клапаны 9, состоящие из седла 10 с конусной расточкой, образующей камеру 11, в которую помещается щар 12 и удерживается в ней решеткой 13.

Конусная расточка, образующая наклонную поверхность, позволяет задержать закрытие клапанов на время, необходимое для запуска турбины. Седло клапана по наружной поверхности имеет кольцевую проточку для размещения уплотнения 14.

В скважину на колонне труб спускается турбина, на валу которой закреплено предлагаемое устройство для очистки стенок скважины. Упругие элементы 5 устройства при спуске в скважину защищены от повреждения ограничителями 2 деформации в случае прижатия их к стенкам колонны или скважины. При прокачке промывочной жидкости через указанную компоновку циркуляция идет по трубам через турбину, открытые разгрузочные кдапаны 9 и частично через породоразрушающий инст11умент. Щетки 3 удерживаются в исходном положении возвратными пружинами 7, упругие элементы 5 не контактируют со стенками скважины и не препятствуют запуску турбины. Когда начнет вращаться вал турбины, разгрузочные клапаны 9 под действием центробежной силы закрываются, и циркуляция осуществляется в полном объеме через породоразрущающий инструмент. Возникает перепад давления между трубным и затрубным пространством скважины, под воздействием которого щетки 3 устройства, преодолевая сопротивление возвратных пружин 7, перемещаются к стенкам скважины, и упругие элементы 5 вступают в контакт с ними по всему периметру поперечного сечения ствола при вращении устройства.

Предложенное устройство обеспечивает надежность совместной работы с турбобуром создавая возможность его свободного запуска. При этом уменьщается число спускоподъемных операций, так как в известном устройстве часто невозможен запуск турбобура, в результате чего приходится снова поднимать и опускать всю компановку.

Формула изобретения

Устройство для очистки стенок скважины, состоящие из корпуса и щеток, установленных с возможностью передвижения их в радиальном направлении под действием перепада давления между трубным и затрубным

пространствами, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежности его работы при турбинном способе бурения, увеличения срока его службы, корпус выше щеток выполнен с радиальными отверстиями и снабжен установленными в них клапанами.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Интенсификация процесса кольматации мелкопористых проницаемых пород механическим способом.-гНефтяное хозяйство 1973, № 6, с. 11 - 14.

2. Патент СЩА № 2503719, кл. 166-173,

опублик. 11.04.50 (прототип).