Устройство для очистки внутренней поверхности обсадной колонны
Предложение относится к области буровой техники, а именно к устройствам для проведения капитального ремонта скважин. Устройство для очистки внутренней поверхности обсадной трубы сдержит корпус с переводником для крепления забойного двигателя и переводником для крепления долота. Внутри корпуса с возможностью ограниченного упором размещены пожатые пружиной внутрь корпуса поршни с уплотнительными кольцами, которые обеспечивают герметичность. Поршни 6 жестко соединены с режущими элементами. Центральный канал корпуса ниже поршней снабжен регулируемым сужением, выполненный в виде тарированного отверстия сменной втулки. Количество рядов режущих инструментов, расположенных в одной радиальной плоскости, может быть больше одного. Предлагаемая конструкция полезной модели является простой и технологичной, выполненной с возможностью различного расположения режущих элементов на наружной поверхности корпуса в процессе бурения. 1 илл. на 1 л.
Предложение относится к области буровой техники, а именно к устройствам для проведения капитального ремонта скважин.
Известно «Устройство для очистки стенок скважины» (а.с. №1186788, Е 21 В 37/00, опубл. Бюл. №39 от 23.10.1985 г.), содержащее корпус с радиальными отверстиями, эластичную кольцевую оболочку, перекрывающую радиальные отверстия, ограничители деформации, скребковые элементы, установленные с возможностью перемещения в радиальном направлении, при этом оно снабжено толкателями, одни концы которых связаны с эластичной кольцевой оболочкой, а другие - со скребковыми элементами, причем в корпусе выполнена кольцевая полость для размещения в ней эластичной кольцевой оболочки, а скребковые элементы размещены в ограничителях деформации.
Недостатками данного устройства являются:
- низкая надежность из-за высоких требований к герметичности эластичной оболочки;
- низкая производительность из-за небольшого радиального усилия на скребковых элементах, создаваемого эластичной оболочкой;
- невозможность использования в процессе бурения, так как не регулируется проходное сечение центрального канала.
Известно также «Устройство для очистки внутренней поверхности обсадной трубы» (а.с. №715773, Е 21 В 37/02, опубл. Бюл. №6 от 21.07.1980 г.), содержащее корпус с центральным каналом, выдвижные режущие элементы, жестко связанные с установленным с возможностью осевого перемещения поршнем, при этом в корпусе выполнены боковые наклонные каналы, а поршень выполнен с осевым и радиальными каналами, периодически сообщающимися с каналами в корпусе.
Недостатками данного устройства являются:
- низкая надежность и высокая цена из-за сложности изготовления и расположения осевых и боковых наклонных каналов корпуса, а также осевых и радиальных каналов поршня;
- низкая производительность из-за небольшого радиального усилия на режущих элементах, так как радиальные каналы поршня периодически взаимодействуют с каналами в корпусе при выдвижении режущего элемента с поршнем;
- плохое центрирование, так как из-за сложности конструкции режущие элементы могут располагаться только поэтажно и симметрично в плане;
- плохо выводятся разрушаемые отложения из скважины из-за отсутствия постоянной циркуляции жидкости;
- невозможность использования при бурении цементного камня в составе бурильного инструмента, так как центральный канал не сквозной.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для очистки внутренней поверхности обсадной трубы» (патент RU №2099507, Е 21 В 37/02, опубл. Бюл. №35 от 20.12.1997 г.), включающее корпус с центральным каналом и выдвижными режущими элементами, связанными с установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения подпружиненным поршнем, при этом оно снабжено клином, выполненным с возможностью взаимодействия с поршнем, причем рабочая поверхность клина снабжена пазами, ответными выступам режущих элементов, а угол при его вершине превышает угол трения между материалами рабочих поверхностей клина и режущих элементов, причем рабочая поверхность режущих элементов может быть выполнена в виде многозаходной цилиндрической резьбы.
Недостатками данного устройства являются:
- высокая цена из-за сложности изготовления пазов на клине, ответных выступам режущих элементов;
- низкая возможность трансформации, так как количество режущих элементов, которые могут располагаться только в одной радиальной плоскости, жестко связано с количеством пазов на клине.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является простого и технологического устройства с возможностью различного расположения режущих элементов на наружной поверхности корпуса в процессе бурения.
Техническая задача решается устройством для очистки внутренней поверхности обсадной трубы, включающее корпус с центральным каналом и выдвижными режущими элементами, связанными с установленным в корпусе с возможностью перемещения подпружиненным поршнем.
Новым является то, что каждый режущий инструмент жестко связан с соответствующим подпружиненным внутрь поршнем, выполненным с возможностью ограниченного
радиального перемещения изнутри корпуса, центральный канал которого снабжен ниже поршней регулируемым сужением.
Новым является также то, что количество рядов режущих инструментов, расположенных в одной радиальной плоскости, больше одного.
На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства в осевом разрезе с одним рядом режущих инструментов.
Устройство для очистки внутренней поверхности обсадной трубы сдержит корпус 1 с переводником 2 для крепления забойного двигателя (не показан) и переводником 3 для крепления долота (не показано). Внутри корпуса 1 с возможностью ограниченного упором 4 размещены пожатые пружиной 5 внутрь корпуса 1 поршни 6 с уплотнительными кольцами 7, которые обеспечивают герметичность. Поршни 6 жестко соединены с режущими элементами 8. Центральный канал 9 корпуса 1 ниже поршней 6 снабжен регулируемым сужением 10, выполненный в виде тарированного отверстия 10 сменной втулки 11. Количество рядов 12 режущих инструментов 8, расположенных в одной радиальной плоскости, может быть больше одного.
При работе устройство размещают между забойным двигателем и долотом, которые присоединяются к корпусу 1 при помощи соответствующих переводников 2 и 3, и помещают в ремонтируемую обсадную колонну (не показано).
Устройство работает следующим образом.
Во время работы долота внутри корпуса 1 циркулирует жидкость, которая благодаря тарированному отверстию 10 сменной втулки 11 создает в центральном канале 9 избыточное давление, которое перемещает поршни 6 наружу корпуса 1 до взаимодействия упора 4 с корпусом 1 вместе с режущими элементами 8. При этом забойный двигатель приводит корпус 1 с долотом во вращение. Вращаясь, режущие элементы 8 очищают внутреннюю поверхность обсадной колонны. По завершении работы жидкость по центральному каналу 9 перестает циркулировать и пружины 5 возвращают поршни 6 с режущими элементами 8 в исходное состояние.
Для улучшения качества обработки внутренней поверхности обсадной колонны количество рядов 12 режущих инструментов 8, расположенных в одной радиальной плоскости, больше одного (из практики достаточно не более трех рядов 12). Причем для качественного центрирования устройства в обсадной колонне в ряду 12 достаточно трех режущих инструментов 8. Количество режущих элементов 8 выбираются в зависимости от необходимого качества обработки внутренней поверхности обсадной колонны, вместо неиспользуемых режущих элементов 8 с поршнями 6 устанавливают заглушки (на черт. не показаны).
Использование сменных втулок 11 с тарированным отверстием 10 позволяет подбирать избыточное давление, действующее на поршни 6, достаточное для их выдвижения из корпуса 1 (чем меньше скорость циркуляции жидкости в центральном канале, тем уже тарированное отверстие 10).
Предлагаемая конструкция полезной модели является простой и технологичной, выполненной с возможностью различного расположения режущих элементов на наружной поверхности корпуса в процессе бурения.
1. Устройство для очистки внутренней поверхности обсадной трубы, включающее корпус с центральным каналом и выдвижными режущими элементами, связанными с установленным в корпусе с возможностью перемещения подпружиненным поршнем, отличающееся тем, что каждый режущий инструмент жестко связан с соответствующим подпружиненным внутрь поршнем, выполненным с возможностью ограниченного радиального перемещения изнутри корпуса, центральный канал которого снабжен ниже поршней регулируемым сужением.
2. Устройство для очистки внутренней поверхности обсадной трубы по п.1, отличающееся тем, что количество рядов режущих инструментов, расположенных в одной радиальной плоскости, больше одного.
