Устройство для бурения

О П Союз Советских Социалистических Республик. ло делам изобретений н открытий(53) УДК 622.243, .92.05(088.8) Дата опубликования описания 230681/1) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО БУРЕНИЯ 10 15 0 Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра в крепких породах относительно маломощными станками, например, при. бурении скважин на воду.Известно устройство для бурения, использущцее энергию и гидростатическое давление столба промывочной жидкости для создания осевой нагрузки на долото при роторном способе бурения, включающее раскрепительный узел, гидроцилиндр со штоком и поршнем, а также насос, приводимый во вращение от гидродвигателя или бурильной колонны через зубчатое зацепление; смонтированное внутри гидро. цилин,цра 1 .Однако наличие таких сложных узлов, Ъак гидродвигатель, насос и зубчатое зацепление делает работу устройства крайне ненадежной. Кроме того, оно требует больших затрат мощности на привод буровых насосов для очистки забоя скважин.Известно также устройство для бу. рения;, содержащее буррвой инструмент распределительный узел с центральной трубой, гидроцилиндр, размещенный в нем поршень со штоком, насадку и диффуэор 21 Б.Е.Алексеев и Г-.П.КвашнинОднако это устройство требует больших затрат мощности на очистку забоя. То есть возникает явное противорение: с одной стороны механизм забойной подачи обеспечивает высокие осевые нагрузки на забой, что ведет к объемному разрушению пород с образованием шлама высокой крупности при относительно меньших энергических затратах; с другой стороныдля обеспечения постоянной скорости разрушения породы требуется постоянное удаление крупного шлама, что вызывает потребность в насосах высокой производительности, а это в свою очередь. ведет к большим затратам мощности и увеличению веса насосного оборудования и увеличению диаметра бурильных труб. Поэтому при работе с механизмом забойной подачи на станках малой мощности эффективность бурения значительно ниже (в несколько раз) теоретических возможностей механизма забойной подачи.Цель изобретения - повыаение эффективности роторного бурения скважин большого диаметра.Поставленная цель достигается тем, что буровой инструмент над распрямительным узлом выполнен в виде5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 бО двойной колонны бурильных труб, причем наружная колонна телескопическисвязана с распределительным узломс возможностью передачи крутящегомомента нижерасположенному буровомуинструменту, внутренняя колонна имеет радиальные отверстия и телескопи-чески связана с центральной трубойраспределительного узла с возможностью перекрытия радиальных отверстий,а насадка и диффузор установлены вовнутренней колонне,На чертеже изображено устройстводля бурения, общий вид.Устройство имеет крепильный узел1, гидроцилиндр 2 и установленныйв нем поршень 3 со штоком 4, внутри которого установлена телескопическая труба 5. В верхней части раскрепительного узла 1 установлены.трубы 6 и 7, которые образуют телескопическую пару способную передавать крутящий момент ниже расположенному буровому инструменту. Гидравлическая насадка 8 и диффузор 9установлены в трубу 10 с радиальными отверстиями, которая с центральной связана телескопически с возможностью перекрытия радиальных отверстий трубой 11. Трубы 7 и 10 являютсяэлементами наружной и внутреннейдвойной колонны бурового инструментарасположенного над раскрепительнымузлом.Соединения телескопических паргерметизированы сальниками. При этомнасадка 8, диффузор 9, кольцевой канал между трубами 11 и 7, радиальныеотверстия в трубе 10, а также каналв штоке 4 соединены между собой таким образом, что в крайних положениях дают возможность осуществлятьлибо обратную, либо прямую промывкузабоя.Устройство работает следующим образом.Устройство на двойной колонне.бурильных трубах спускают в скважинуи .Устанавливают на забой. Под действием веса гидроцилиндр 2 опускается вниз, поршень 3 занимает крайнееверхнее, а трубы 7 и 10 крайнеенижнее положение. При этом радиальные отверстия в трубе 10 перекрытыцентральной трубой 11.При подаче буровым насосом промывочной жидкости в кольцевое пространство фежду трубами 7 и 9 раскрепительный узел Т под перепадом давления, возникающим на насадке 8, закрепляется в стволе скважины. Создается осевая нагрузка, передаваемаяна долото, равная перепаду давления.В то же время в результате взаимодействия насадки 8 и диффузора 9 в центральном канале ниже насадки создается разряжение, под действием которого возникает обратная циркуляция промывочной жидкости.Долото приводится во вращение через колонну бурильных труб.Разрушенная порода обратным потоком промывочной жидкости выносится на поверхность по центральному каналу.По мере углубления скважины долото вместе со штоком и поршнем перемещается вниз. По окончании рабочего хода поршня колонна бурильных труб приподнимается. При этом трубы 7 и 10 перемещаются относительно труб 6 и 11 в крайнее положение и открывают радиальные отверстия в трубе 10.Давление в надпор:аневом пространстве падает и возникает прямая промывка забояПри необходимости центральный канал на поверхности перекрывается золотниковым устройством (не показан).При прямой промывке давления в надпоршневом пространстве падает, плашки раскрепительного узла освобождаются,гидроцилиндр под действием веса опускается в крайнее нижнее положение, бурильные трубы опускаются, радиальные отверстия в трубе 10 перекрываются и при подаче промывочной жидкости повторяется цикл бурения с обратной промывкой.Таким образом обеспечивается. разрушение породы с эффективной очисткой забоя, что значительно увеличивает механические скорости бурения. Формула изобретения Устройство для бурения, содержащее буровой инструмент, раскрепительный узел с центральной трубой, гидроцилиндр, размещенный, в нем поршень со штоком, насадку и диффузор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения эффективности роторного бурения скважин большого диаметра, буровой инструмент над раскрепительным узлом выполнен в виде двойной колонны бурильных труб, причемнаружная колонна телескопически связана с раскрепительным узлом с воэможностью передачи крутящего моментанижерасположенному буровому инструменту, внутренняя колонна имеетрадиальные отверстия и телескопически связана с центральной трубой раскрепительного узла с возможностьюперекрытия радиальных отверстий, анасадка и диффузор, установлены вовнутренней колонне.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3138214,кл. 175/230, опублик. 1964.2, Авторское свидетельство СССРР 481688, кл. Е 21 В 3/12, 1971.840279 Составитель А.СергачевРедактор Т.Киселева Техред А, Ач Корректор А.Гриценко писно илнал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна каз 4696/41ВНИИПИ ГосУдпо делам и113035, Иосква,Тираж ственн бретен 35, Раго комит й и откр ушская на а СССий