Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2473775

(19)

RU

(11)

2473775

(13)

C1

(51) МПК E21B10/60 (2006.01)

E21B7/24 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011130862/03, 22.07.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

22.07.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 22.07.2011

(45) Опубликовано: 27.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 88059 U1, 27.10.2009. SU 1643696 A1, 23.04.1991. RU 2071544 C1, 10.01.1997. RU 2215114 C1, 27.10.2003. RU 81517 U1, 20.03.2009. US 2002/0148649 A1, 17.10.2002.

Адрес для переписки:

423450, Республика Татарстан, г. Альметьевск, ул. Фахретдина, 51, ООО "Бурение", отдел анализа строительства скважин

(72) Автор(ы):

Курочкин Борис Михайлович (RU),

Аюпов Равиль Халилович (RU),

Гвоздь Михаил Степанович (RU),

Луконин Александр Михайлович (RU),

Пиляев Сергей Алексеевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью "Бурение" (RU)

(54) ДОЛОТО ДЛЯ БУРЕНИЯ С ЦИКЛИЧНОЙ ПРОМЫВКОЙ ЗАБОЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к буровой технике и может использоваться в компоновке бурильного инструмента в качестве устройства для воздействия промывкой на забой скважины. Обеспечивает повышение эффективности воздействия пульсирующей промывкой бурового раствора на забой скважины. Долото для бурения с цикличной промывкой забоя включает в качестве механизма, регулирующего цикличную подачу бурового раствора на забой скважины, винтовую пару, водило, заслонку-перекрыватель, фильтрационное седло с неравномерно распределенными на нем отверстиями. Чтобы обеспечить максимальное использование энергии гидравлической системы буровой установки, корпус винтовой пары выполнен конструктивно как одно целое с корпусом долота, причем фильтрационное седло размещено в корпусе долота и выполнено в виде единой гидравлической системы с комплексом сквозных насадок долота - каналов разного диаметра. 1 ил.

Изобретение относится к буровой технике и может использоваться в компоновке бурильного инструмента в качестве устройства для воздействия промывкой на забой скважины.

Известно устройство, применяющееся с целью создания пульсирующей промывки забоя скважины, чтобы уменьшить возможность сальникообразования на долоте и увеличения механической скорости бурения. /1/.

Пульсирующая промывка осуществляется при совместной работе скважинного струйного насоса и переменного гидравлического сопротивления, выполненного в виде шарового вибратора. Устройство состоит из корпуса, в котором размещен разделительный блок потока, состоящий из струйного насоса и вибратора. Поток бурового раствора подается к устройству по бурильной колонне. В устройстве происходит разделение потока. Одна часть, меньшая, идет к струйному насосу, другая - через вибратор к долоту.

Недостатком устройства является беспорядочная несистемная пульсирующая промывка забоя. Эффективность устройства из за этого низкая при очистке забоя и не влияет на процесс разрушения породы.

Известно другое устройство - устройство для воздействия пульсирующей промывкой на забой скважины, включающее корпус, механизм гидравлического сопротивления в виде винтовой пары, фильтрационное седло, перекрыватель-заслонку /2/.

Устройство имеет недостаток в том, что, располагаясь на некотором расстоянии от долота, несколько теряет свою энергетическую эффективность, так как созданный им импульс, прежде чем достигнуть забоя, скважины преодолевает достаточно большие дополнительные сопротивления: проходит сначала через фильтрационное седло, затем через некоторый резервуар / между фильтрационным седлом и долотом /, затем через насадки долота.

Проходя через фильтрационное седло, поток затрачивает часть потенциально необходимого давления для создания импульса. Импульс в «резервуаре» теряет скорость, следовательно, и часть своей силы. Затем он теряет силу и скорость из за расхода энергии на преодоление сопротивления в насадках долота. Причем импульсный поток распределяется в комплексе насадок долота, снижая скорость струй потока, теряя в своей массе силу импульса. Изменение импульса у некоторого определенного объема жидкости, как известно, определяется произведением силы на время ее действия и выражается в следующем виде

Ft=m/V 2 -V 1 /,

где F - сила импульса, m - масса жидкости; V 1 , V 2 - соответственно скорости в начале канала, по которому проходит жидкость, и в конце его.

Таким образом, применение данного устройства не обеспечивает донесение импульса максимально возможной мощности до забоя.

Цель предложения - исключить дополнительные потери напора потока на пути от устройства, создающего направленный импульс к забою скважины, и тем самым довести к забою импульс максимальной силы при повышенном давлении и скорости потока.

Задача изобретения - конструктивно изменить устройство, обеспечив повышение эффективности воздействия пульсирующей промывкой бурового раствора на забой скважины.

Поставленная задача решается за счет исключения в системе устройство-долото так называемых дополнительных гидравлических сопротивлений совмещением фильтрационного седла устройства с фильтрационным устройством в долоте, т.е. - с комплексом насадок долота, причем обеспечив переход импульса сразу через комплекс специально выполненных каналов-насадок в долоте к забою скважины.

На фиг 1а, б приведена принципиальная схема устройства - долото для бурения с цикличной промывкой забоя.

Устройство имеет корпус со встроенной в него винтовой парой 1, вал ее соединен с водилом 2, на конце которого установлена заслонка-перекрыватель 3 Корпус 1 в верхней части имеет переводник 4 для соединения с бурильной колонной. Между корпусом устройства 1 и переводником 4 установлен ограничитель подъема винта винтовой пары при спуске бурильной колонны в скважину 5.

Внизу к корпусу устройства присоединено долото 6, на входе которого размещено фильтрационное седло 7, от которого сквозные каналы-насадки 8 разного размера по диаметру выходят к поверхности долота. В начале насадок установлены завихрители-трубки 9, придающие потоку, проходящему по сквозным каналам вращательный характер. На фиг 1б как пример приведено сечение фильтрационного седла 7. Седло имеет четыре входа в сквозные каналы-насадки 8. Заслонка-перекрыватель 3 имеет закрытую площадь заслонки на 120 градусов. Устройство-долото для бурения с цикличной промывкой забоя работает следующим образом.

Устройство присоединяется вместо серийного долота к бурильной колонне, когда необходимо углублять скважину через труднобуримые породы, например, глиносодержащих с переслоями крепких пород. В процессе бурения роторным способом в корпусе устройства происходит вращение вала роторной пары. Водило 2 во время вращения циклично заслонкой 3 перекрывает входные отверстия сквозных каналов-насадок 8.

Преимущество устройства.

При бурении глубоких скважин и разбуривании глиносодержащих пород использование долот с применением обычной гидромониторной промывки кинетической энергии обычно бывает недостаточно, чтобы очистить забой, разрушить сальники, образующиеся на долоте.

Устройство позволяет с максимальной эффективностью использовать потенциал мощности гидравлической системы для разрушения забоя и промывки призабойной зоны.

Поток бурового раствора в результате использования устройства циклично изменяет свою скорость и импульсами разной силы снижает прочность породы в близком к долоту слое породы.

Повышение расхода жидкости при бурении скважин ограничено, поэтому применение устройств позволяет использовать мощность насосов более эффективно, добиваясь возможности вести бурение с высокими нагрузками на долото и высокими механическими скоростями проходки. Применение устройства-долота для промывки с цикличной промывкой может решить проблему затрат календарного времени бурения в районах, где на труднобуримые породы тратится 80% от всего времени на углубление скважины до проектной глубины. Особенно важным будет применение устройства-долота для тех условий, когда приходится бурение вести долотами большого диаметра, так как в этих случаях механические скорости бурения наиболее низкие независимо даже от типа пород.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Паневник А.В. «Пульсирующая промывка призабойной зоны». НТЖ Газовая промышленность 13, 2000 г.

2. Патент на полезную модель 88059. БИ 30.27.05.2009 г.

Формула изобретения

Устройство - долото для бурения с цикличной промывкой забоя, включающее в качестве механизма, регулирующего цикличную подачу бурового раствора на забой скважины, винтовую пару, водило, заслонку-перекрыватель, фильтрационное седло с неравномерно распределенными на нем отверстиями, отличающееся тем, что чтобы обеспечить максимальное использование энергии гидравлической системы буровой установки, корпус винтовой пары выполнен конструктивно как одно целое с корпусом долота, причем фильтрационное седло размещено в корпусе долота и выполнено в виде единой гидравлической системы с комплексом сквозных насадок долота - каналов разного диаметра.

РИСУНКИ