Устройство для расширения скважины Советский патент 1982 года по МПК E21B10/34 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ СКВАЖИНЫ

1

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано для расширения ствола скважины при турбинном бурении;

Известно устройство для расширения скважин, содержащее турбобур, к полому валу которого прикреплен корпус расширителя с шарнирно закрепленными секциями породоразрушаюш,их органов и узел для перевода их в рабочее и транспортное положения, выполненный в виде поршня со штоком, нижняя часть которого служит для взаимодействия с секциями 1.

Недостатком этого устройства является необходимость в дополнительном перепаде давления, действуюшем на поршень при переводе породоразрушающих органов из транспортного в рабочее положение.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для расширения скважин, содержаш.ее турбобур, включающий вал,турбины и корпус, к которому шарнирно присоединены породоразрушающие органы, и узел перевода последних в рабочее и транспортное положения 2.

Недостатком известного устройства является то, что в нем поток жидкости, проходящий по бурильным трубам, разделяется на два потока, из которых один идет в турбины, а другой воздействует на поршень со щто5 ком, переводящим породоразрушающие органы из транспортного в рабочее положение. Это ведет к снижению эффективности работы устройства и требует повышенного перепада давления, действующего на порщень,

0 так как его рабочее сечение ограничено с одной стороны валом турбобура, а с другой - штоком. Кроме того, это снижает величину раздвигающего усилия при переводе породоразрушающих органов из транспортного положения в рабочее.

15 Недостатком известного устройства является и то, что выполнение вала турбобура полым-снижает несущую способность всей конструкции устройства. Следует указать также и на недостаточную равномерность

2Q расширения ствола скважины, причиной которой является то, что в турбобуре известного устройства вращается вал.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет обеспечения одновременного раскрытия породоразрушающих органов и вращения турбин одним потоком промывочной жидкости, прокачиваемой по трубам.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для расширения скважин, содержащем турбобур, включающий вал, турбины и корпус, к которому шарнирно присоединены породоразрушающие органы, и узел перевода последних в рабочее и транспортное положения, узел для перевода породоразрушающих органов в рабочее и транспортное положения телескопически соединен с нижней частью вала турбобура и подпружинен относительно нее, при этом турбины установлены с возможностью осевого перемещения относительно вала и корпуса турбобура.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, разрез; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из турбобура, внутри вращающегося корпуса 1 которого размещены турбины 2 и вал 3.

В окнах нижней части корпуса 1 шарнирно при помощи пальцев 4 закреплены породоразрущающие органы 5, взаимодействующие с полым щтоком 6 узла для их перевода из транспортного положения в рабочее. Шток 6 выполнен ступенчатым и телескопически соединен с нижней частью вала 3, между выступом 7 которого и упорным кольцом 8, прикрепленным к штоку 6, размещена пружина 9.

Турбины 2 имеют возможность осевого перемещения относительно корпуса 1 и вала 3 в пазах а и б, Они через подшипник 10 опираются на шток 6 и размещены на ползуне И, Между пакетом турбины 2, установленным внутри корпуса I, и верхней частые ползуна И с уплотнительным кольцом 12 установлен подшипник 13- Вращающийся корпус 1 в верхней части опирается через подшипники 14 на выступ 15 вала 3, Между выступом 7 и пружиной 9 внутри щто ка g установлен подшипник Ш, Перемещение турбин i mm т ползуну П ограничено резйбйнмм кольцом 17:

Ш верхнем рнце вала 3 и нижнем кон це корпуса 1 выпелнены резьбы для присоединения к устрейетйу; сннзу цент ратора или дйлртз, а рверху бурильных труб,

Расширение строла скважины при помоц;и предлагаемого осуществляют рлвдующйм еёразем:

У тройртвй присоединяют к бурильным трупам и enygi 3 9T на ни в скважину до интеррала, й{ 0трр01й необходимо произвести р§сщ}|рен«§ РТйОЛй: Пр ПрРК9Ч{ е прот цтт ЖЙВДЙРТИ через устрейетво в штоке § пер§пад дай 1ения, кетермй перемещает турбина § mm т величину Н

рТН9РИ ел Н9 КОРПУРЗ И ММ 3: ЙДНОВре

менно от действия турбин приходит во вращение корпус 1. Переместившись вниз турбины 2, сдвинут вниз и шток б,- который в свою очередь раздвигает породоразрушающие органы 5 до рабочего положения. При этом пружина 9 сжимается. При вращении корпуса 1 турбобура с раздвинутыми породоразрущающими органами 5 происходит расширение ствола скважины, при этом промывочная жидкость, проходя через турбины 2 и шток 6, попадает на породоразрушающие органы 5, охлаждая их и вынося разбуренную породу на поверхность скважины. Расширив необходимый участок ствола скважины прекращают прокачку жидкости, при этом турбины 2 и шток 6 под действием пружины 9 перемещаются вверх, а породоразрушающие органы 5 возвращаются в транспортное положение. После этого устройство извлекают из скважины или перемещают на новый интервал расширения. Такое выполнение устройства повышает эффективность его работы за счет того, что весь поток промывочной жидкости направлен на турбины, одновременно с перемещением которых и штока вниз происходит выдвижение породоразрушающих органов в рабочее положение. По сравнению с известными устройствами, конструктивные особенности предлагаемого расширителя позволяют увеличить мощность турбин турбобура и более равномерно расширить ствол скважины.

Формула изобретения

Устройство для расширения скважины, содержащее турбобур, включающий вал, турбины и корпус, к которому шарнирно присоединены породоразрушающие органы и узел перевода последних в рабочее и транспортное положения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет обеспечения одновременного раскрытия породоразрушающих органов и вращения турбин одним потоком промывочной жидкости, прокачиваемой по трубам, узел для перевода породоразрушающих органов в рабочее и транспортное положения телескопически соединен с нижней частью вала турбобура и подпружинен относительно нее, при этом турбины установлены с возможностью осевого перемещения относительно вала и корпуса турбобура.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

I, Баршай Г, С, и др. Турбинное бурение без подъема труб. М,, «Недра, 1967, с. 49 - S3,

i, Авторское свидетельство СССР № i784il, кл, Е gl В 9/26, 1968 (прототип).