Устройство для бурения скважин и извлечения материалов из подземных формаций

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБ ЛИК А 1ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ 58./23-03(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИНИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ 1 МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПОДЗЕМНЫХФОРМАШУ(57) Изобретение относится к буренвоскважин и геотехнологии и м,б. использовано в скважинной гидродобычеполезных ископаемых и скважинном опробовании месторождений, Пель - повышение надежности работы устр-ва,Устр-во включает ступенчатый полыйкорпус (К) 1 с боковыми отверстиями,в которых установлены гидромониторные1553686 насадки 2, Внутри К 1 и переходнике 4 установлена на фланце 10 центральная трубка 9, образующая с Ккольцевую напорную магистраль (Р 1) 11. В последней между К 1 и трубкой 9 ус 5 тановлен на подшипниках 13, 14 полый торсионный вал (ТВ) 15, с которым жестко соединен породоразрушающий инструмент 16, При этом ТВ 15 образует с К 1 и породоразрушаюшим инструментом 16 полость гидромониторных насадок 2. Совместно с трубкой 9 и Ьасонной расточкой 17 породоразрушающего инструмента 16 ТВ 15 образует кольце вой эжектор 25 и кольцевую полость 26. Породоразрушающий инструмент 6 Изобретение относится к бурениюскважин и геотехнолог ии и может бытьиспользовано в скважинной гидродобыче полезных ископаемых и скважинном 25гидравлическом опробовании месторождений,Целью изобретения является повыше ние надежности работы устройства,На фиг,1 схематически изображеноустройство во время бурения скважины,продольный осевой разрез, на Фиг,2сечение А-А на фиг.1; на Ьиг,З " сечение Б-Б на фиг.1; на Аиг,4 - сечение В-В на Ьиг.1; на фиг.5 - сечениеГ-Г на фиг 1;.на фиг.6 - вид Л на,д)иг. (на внутреннюю поверхность торсионного вала); на Фиг./- вариантконструктивного .исполнения устройства по фиг,1; на фиг.8 - торсионныйвал, сечение.Устройство для бурения скважин иизвлечения материалов из подземныхформаций (фиг1) состоит из пологоступенчатого корпусас боковыми от в ,45верстиями, в которых смонтированы ;гидромониторные насадки 2, На корпусе 1 выше насадок 2 установлен вра"щающийся пакер 3. К верхней частикорпуса 1 присоединен переходник50на двойную бурильную колонну, согтоящую из наружной 5 и внутренней 6,труб. Кольцевое пространство 7 междутрубами 5 и 6 является частью напорной магистрали устройства, а осевойканал 8 является возвратным.Внутри корпуса 1 и гереходника 4установлена на фланце 10, снабжен"иом каналами, центральная трубка 9,по своей внешней поверхности 25 сочленен с К 1 с возможностью угловогосмещения. Это позволяет реализоватьдва режима работы устр-ва. При бурении направить весь поток рабочей жидкости из НМчерез полость 26 икольцевой эжектор 25 в возвратный канал 12. При гидроразмыве стенок 23 иобразовании выемочной камеры потокрабочей жидкости разделяется на двечасти. Одна иэ частей потока поступает по описанной системе, а другаячерез канал, полость насадки и насадку 2 сообщает НМ 11 с пространством30 за К 1. 8 ип. образующая с корпусом 1 кольцевую напорную магистраль 11. Осевое отверстие 12 трубки 9 является частью возвратного канала (йиг,2),В напорной магистрали 11 между корпусом 1 и трубкой 9 установлен на подшипниках 13 и 14 полый торсионный вал 15, с которым жестко соединен породоразрушающий инструмент 16, в торце которого выполнена фасонная расточка 17.Торсионный вал 15 образует с корпусоми лородоразрушакщееминструментом 16 полость8 гидромониторных насадок. На наружной поверхности вала 15 выполнены продольные пазы 19, а в стенке вала 15 выполнены радиальные каналы 20 и 21. Кроме того, вал5 1 меет выступы 22 для передачи вращения при взаимодействии с внутренней поверхностью 23 корпуса 1 . На внутренней поверхности торсионного вала 5 спрофипированы винтовые лопасти 24 (фиг, 3-6) .Вал 15 совместно с трубкой 9 и басонной расточкой 1 7 породоразрушающего инструмента 16 образует кольцевой эжектор 25 и одноименную полость 26.Породоразрушающий инструмент 16 по своей внешней поверхности 25 сочленен с корпусом 1 устройства с возможностью углового смещения, Зто позволяетреализовать два режима работы устройства: при бурении направить весь поток рабочей жидкости из напорной магистрали 1 через полость 26 и кольцевой эжектор 25 в возвратный канал 12; при гидрораэмыве стенок 28 сква5 1553жины и образовании выемочной камеры29 разделить поток рабочей жидкостина дне части. Одна из частей потокабудет направлена по описанному трак- .5ту, Другая часть потока через канал20, полость 18 и насадку 2 сообщитнапорную магистраль 11 с пространством 30 за корпусом 1 устройства.Устройстно работает следующим об" 10разом.Для реализации процесса буренияскважины без размыва ее стенок устройству через колонну двойных бурипьных труб. 5, 6 сообщается осевое усилие и крутящий момент, а по кольцевой магистрали 7 подается рабочая жидкость. Благодаря трению о забой 31скважины торца 32 породораэрушающегоинструмента 16 происходит его угловое 20смещение против часовой стрелки относительно корпуса 1. При этом гидромониторная насадка 2 перекрыта наружнойповерхностью 33 шлицев 22 и весь поток рабочей жипкости иэ магистрали 257-11 направляется через полость 26 икольцевой эжектор 25 в возвратный ка-,нал 12, Образующиеся при бурениикерн и шлам будут выноситься на поверхность возвратным потоком рабочей ЗОжидкости,Гидроразмын стенок 28 скважины,образование выемочной камеры,29 и извлечение размытого материала на поверхность производятся следующим об"разом. В намеченном для этого интервале ствола сважины снимают осевуюнагрузку, устройство поднимают надзабоем 31, продолжая закачивать рабочую жицкость, которая, воздействуя на 40нинтовые лопасти 24, производит возвратное угловое смещение торсионноговала 15 в исходное положение, Приэтом гидромониторная насадка 2 открывается и рабочая жидкость из магистрали 7-11 через канал 20, полость 18и насадку 2 будет поступать в про"странстно 30 эа корпусом 1. Под действием высоконапорной струи стенка27 скважины будет разрушаться с образованием выемочной камеры 29, Изкамеры 29 продукты разрушения н виде 686 6пульпы будут перемещаться к забоюскважины и по каналам 11 и 8 транспо рт ирон ать с я на поверхность, Приэтом пакер 3, созданая сопротивление,будет препятствовать перетоку пульпы и миграции полезного компонента по скважине,Закончив цикл размыва и извлечения материалов, можно продолжить бурение постановкой устройства на забой 31 скважины, В момент перекрытия гидро- мониторной насадки 2 поверхностью 33 шлицен 22 резко возрастает давление в полости 18. Для предотвращения иправлического удара н конструкции устройстна предусмотрены каналы 21, сообщающие полость 18 гицромониторных насадок с полостью 26 и кольцевым эжектором 25. Формула изоб ре тен ия Устройство для бурения скважин и извлечения материалов из подземных формаций, содержащее полый корпус с боковыми отверстиями и смонтированными н них гидромониторньми насадками, породоразрушающий инструмент, размещенную в корпусе центральную трубку, образующую с породоразрушающв инструментом кольцевой эжектор и разделяющую внутреннее пространство корпуса на кольпеную напорную магистраль и осевой возвратный канал, отлич ающеес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно снабжено полым торсионным валом, устанонленньм н кольцевой Напорной магистрали с воэможностью углового смещения и образующим с корпусом полость гидромониторных насадок, при этом вал имеет радиальные каналы, винтовые лопасти на внутренней поверхности и на внешней поверхности выступы, взаимодействующие с внутренней поверхностью корпуса с возможностью перекрытия боковых отверстий, а породораэрушающий инструмент соединен с укаэанным валом жестко и с корпусом " с возможностью углового смещения.оизводственно-издательский комбинат "Патент Гагарина, 101 жгоро Заказ 443 Тираж 391ВБПП 1 И Государственного комитета по113035 Москва, ЖПодписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб д, 45