Расширитель скважины

(19) 011 4 Е 21 В/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ П(НТ СССР ИТЕТРЫТИЯ ИЗОБРЕТЕН САН К АВТОРСКОМ ВИДЕТЕПЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) О,Ю.Бергштейн, М.А.Великосельский, М,И.Ворожбитов и Д.И,Индрупский (53) 622.24.051.47(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР Ф 269866, кл. Е 21 В 7/28, 1968Авторское свидетельство СССР У 462015, кл, Е 21 В 7/28, 192,(54) РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИНЫ57) Изобретение относится к инструменту, используемому для бурения скважин, Цель - повышение эффективности работы путем поддержания первоначального калибрующего диаметра скважины. На корпусе (К) 1, расширителя, имеющем канал 2 для промывочной жидкости, установлены одна под другой опоры, имеющие противоположное смещение относительно продольной оси К 1 .1469078 Нижняя опора выполнена в виде разрезной втулки (В) 10, внутренняя поверхность 11 которой выполнена в видесферы, причем В 10 установлена с возможностью упора верхним торцом в К 1,Упорные поверхности 13 К 1 и В 10 выполнены под углом к продольной осиК 1. Верхняя опора выполнена в видеразрезной В 5. На В 5 и 10 размещенырабочие диски в виде шарошек (Ш) 3и 4 с породораэрушающими элементами 18,При этом В 10 и нижняя Ш 4 установлены с возможностью вращения относительно К 1 и одна относительно другой, Нижний торец Ш 4 выполнен в видеусеченного конуса и армирован такжепородоразрушающими элементами 18,На 1Изобретение относится к инструменту, используембму при бурении скважин, а именно к устройствам, применя"емым для последовательного расширения ранее пробуренного ствола скважины ступенчатым забоем.Цель изобретения - повышение эффективности работы расширителя путемподдержания первоначального калибрующего диаметра,На фиг,1 изображен расширитель,Фпродольный разрез;на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1,Расширитель скважин содержит корпус 1 с каналом 2 для прохода промывочной жидкости и опорами, установленными на нем одна над другой и имеющими противоположное смещение относительно оси корпуса, На опорах смонтированы с возможностью вращениярабочие диски, выполненные в видеверхней 3 и нижней 4 шарашек,Верхняя опора выполнена в видеразрезной цилиндрической втулки 5,зажатой эксцентричным кольцом 6, закрепленным штифтом 7 и дополнительноприваренным к корпусу 1. Втулка 5зафиксирована от проворота с помощьюшпонки 8, являющейся одновременнозамковым элементом для запираниятел 9 качения, на которых установлена верхняя шарошка 3, Продольная ось нижней половине упорной поверхности 13 м,б, выполнены канавки. Точка.пересечения продольной оси В 1 О спродольной осью К 1 расположена ввершине конуса нижнего торца Ш 4, Привращении расширителя Ш 3 вращаетсяна В 5,производя калибровку стволаскважины, При этом Ш 4 вращается наВ 10. По мере износа упорных поверхностей 13 происходит постоянный угловой поворот Ш 4 относительно центраповерхности 11,Поворот Ш 4 обеспечивает увеличение диаметра стволаскважины, а в случае износа породоразрушающих элементов 18 диаметрскважины поддерживается в номинальном состоянии. 2 з,п.ф-лы, 3 ил,2верхней шарошки 3, а следовательно,и ось опоры (втулки 5) расположенапараллельно продольной оси корпуса 1 5 Нижняя опора выполнена в видеразрезной втулки 10, внутренняя поверхность 11 которой выполнена сферической с центром на ее продольнойоси, Втулка 10 с соосно установленной на ней на телах 9 качения и вкладыше 12 скольжения шарошкой 4, имеющей нижний торец в виде усеченногоКонуса, размещена на корпусе 1 так,что их совместная продольная ось лежит в одной диаметральной плоскостис продольной осью верхней шарошки 3,но располагается по другую сторонупродольной оси корпуса 1 в вершинеконуса нижнего торца нижней шарошки 4, Втулка 10 имеет возможностьвращения относительно корпуса 1по сферической поверхности. 11, центркоторой лежит на ее продольной оси,Втулка 10 установлена на корпусе 1с возможностью упора ее верхнеготорца в соответствующую упорную поверхность 1,3 корпуса 1, при этом поверхность корпуса 1 в месте контакта с втулкой 10 и ответная ей контактирующая поверхность втулки 10выполнена под углом к продольнойоси корпуса 1, На нижней половинеупорной поверхности корпуса 1, имею 1469078щей коническую форму, выполнены канавки 14,Втулка 10 состоит из двух частей,собирается на корпусе 1 с помощьюштифтов 15 и стягивается с помощьюкольца 16, сажаемого на втулку 10 снатягом в горячем состоянии. Дополнительно полувтулки фиксируются в радиальном направлении также вкладышем 1 2 скольжений шарошки. 4 . В телешарошки 4 имеется замковый элемент ввиде пробки 17 для запирания тел 9качения, Нижняя 3 и верхняя 4 шарошки армированы породоразрушающими злементами 18, которые на нижней шарошке 4 размещены также на ее нижнемторце.Под нижней шарошкой 4 в корпусе 1расположена сменная насадка 19, загерметизированная кольцом 20 и закрепленная шайбой 21,В верхней и нижней частях корпуса 1 выполнены соединительные верхняя 22 и нижняя 23 резьбы. 25Расширитель скважины работает следующим образом.Верхней резьбой 22 расширительприсоединяется к компоновке низа бурильной колонны, а нижней - к долотуили к пилотному направлению. Вращениерасширителя осуществляется при помощи ротора или забойного двигателя.При вращении расширителя и подаче еговннз производится расширение стволаскважины. Основную работу по расширению выполняет нижняя шарошка 4, Наличие угла между продольной осью корпуса и продольной осью шарошки 4 и точки их пересечения в вершине конуса 40нижнего торца нижней шарошки 4 обеспечивает при вращении расширителя перекатывание нижней шарошки 4 по уступу расширяемой скважины, при этомосуществляется его эффективное,разрушение посредством ударного действия зубков шарошки 4 по кольцевомузабою,При вращении расширителя происходит вращение верхней 3 и нижней 4шарошек . Шарошка 3 вращается на втулке 5, жестко соединенной с корпусом 1,производя калибровку ствола скважиныи обеспечивая центрирование низа бурильной колонны, Нижняя шарошка 41вращается на втулке 1 О на телах 9качения и вкладыше 2 скольжения,Втулка 10 также имеет возможность вращения относительно корпуса 1, Благодаря установке нихней шарошки 4 напромежуточной втулке 10 частота еевращения по отношению к опоре уменьшается, что повышает срок службывкладыша 12 шарошки. Осевая нагрузка передается при контакте уступообраэующей части шарошки 4 с полкойствола скважины черел тела 9 каченияи воспринимается упорной поверхностью 13 корпуса 1. При повороте втулки 10 с поджатием ее к упорной поверхности 13 происходит взаимный износ контактирующих поверхностей, причем износ упорной поверхности 13 корпуса носит односторонний характер,так как осевая нагрузка при центрированном положении корпуса направленавсегда на один и тот же участок упор-,ной поверхности 3 корпуса 1, По ме-ре износа упорных поверхностей 13 происходит постоянный угловой поворотшарошки 4 относительно центра сферической поверхности 11, находящегосяна наклонной оси шарошки. Поворот шарошки 4 обеспечивает увеличение диаметра ствола скважины, и в случаеизноса породораэрушающих элементов 18диаметр скважины поддерживается в номинальном состоянии. В процессе износа упорной поверхности 13 металлические частицы выносятся в канавки 14,уменьшая вероятность задира контактирующих поверхностей и их схватывания,Варьируя ширину канавок 14, т,е.подбирая площадь контакта упорнойповерхности 13, можно величину износа этой упорной поверхности соизмерить с величиной износа породоразрушающих элементов,Расположенная под нижней шарошкойгидромониторная насадка 19 осуществляет вынос раэбуриваемой шарошкойгорной породы, а также частичное разрушение полки ствола скважины (особенно в породах мягкой и средней категории) .Формула изобретенияРасширитель скважины, включающий корпус с каналом для промывочной жидкости, установленные на нем друг над другом опоры, имеющие противоположное смещение относительнд,проддльной оси корпуса, и размещенные на опорах рабочие диски с породоразрушающими элементами, о т л и ч а ю1 О Составитель В.ЧуносовТехред М.Ходанич Корректор В,ГирнякРедактор А.Огар Заказ 1330/33 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 4 б 90786 щ и й с я тем, что, с целью повыше- поверхности корпуса и нижней опоры ния эффективности работы путем под- .выполнены под углом к продольной оси держания первоначального калибрующе- корпуса.го диаметра скважины внутренняя по, Расширитель по и.о т л и15В верхность нижней опоры выполнена сфе- ч а ю щ и й с я тем, что на нижней рической, при нижняя опора и рабочий половине упорной поверхности корпуса диск установлены с возможностью вра- выполнены канавки, щения относительно корпуса и другдруга, нижний торец рабочего диска 10 3, Расширитель по п.1, о т л и - нижней опоры выполнен в форме усечен- ч а ю щ и й с я тем, что точка пеного конуса и снабжен породоразруша- ресечения продольной оси нижней опоющими элементами, а нижняя опора ус- ры с продольной осью корпуса,распотановлена с возможностью упора верх- ложена в вершине конуса нижнего рабо-. ним торцом в корпус, причем упорные 16 чего диска.