Устройство для бурения скважин

Ii 11 827744

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских оциалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.06.79 (21) 2778075/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.

Е 21В 7/18

Е 21В 21/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений (53) УДК 622.243.145 (088.8) и открытий исследовательский институт буровой техники (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к бурению глубоких скважин, в частности к устройствам для бурения скважин с импульсной продувкой газообразными агентами.

Известно устройство для бурения скважин с импульсной продувкой газообразными агентами, включающее корпус с внутренней перегородкой, которая снабжена дросселем и клапаном, срабатывающим при определенном давлении газа внутри корпуса .(1J.

К недостаткам известного устройства относится то, что его клапан срабатывает только при определенном давлении внутри бурильного инструмента, что не позволяет создавать импульсный режим циркуляции в соответствии с процессом бурения. Действительно сложно приурочить создание импульсной продувки к моменту наращивания колонны бурильных труб, т. е. совместить их по времени.

Наиболее близким техническим решением из известных является устройство для бурения скважин, включающее корпус, перегородку с центральным каналом с дросселем, установленныи в корпусе кольцевой поршень с полым валом, соединенным с корпусом шлицевым соединением, и долото (2J.

Недостатками известного устройства являются сложность его конструкции, что в значительной степени снижает надежность устройства в работе, а также невозможность его применения для импульсной продувки скважин, которая обеспечивает значительное повышение эффективности бурения с использованием газообразных агентов, кроме того, не позволяет управлять процессом продувки с поверхностями.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения скважин путем обеспечения управляемой с поверхности импульсной продувки скважины газообразным агентом.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено полым штоком с радиальными отверстиями в нижней части, присоединенным к центральной части перегородки с нижней стороны и установленным коаксиально с концевым поршнем, а перегородка выполнена с отверстиями в перифериной части и закреплена на внутренней поверхности корпуса, причем суммарное сечение периферийных отверстий перегородки не меньше суммарного сечения радиальных отверстий в полом штоке.

На фиг. 1 изображено устройство для бурения скважин, продольный разрез, при закрытых радиальных отверстиях полого штока; на фиг. 2 — то же, при открытых ради30 альных отверстиях полого штока.

827744

Устройство для бурения скважин состоит из корпуса 1, верхний конец которого через переводник 2 присоединяется к колонне бурильных труб (не показаны) . Внутри корпуса установлена перегородка 3, ниже которой размещен кольцевой поршень 4 со шлицевым полым валом 5, образуя полость A.

На периферии перегородки 3 выполнены сквозные отверстия 6, а к ее центральной части прикреплен полый шток 7 с радиальными отверстиями 8, над которыми в нем установлен дроссель 9. Суммарное сечение отверстий 6 в перегородке 3 выполнено равным суммарному сечению радиальных отверстий 8 в полом штоке 7. К валу 5 снизу присоединяется долото (не показано).

Бурение скважины устройством осуществл я ется следую щи м о бр аз ом.

Перед спуском устройства в скважину к его валу 5 присоединяют долото (на чертеже не показано), а корпус соединяют с колонной бурильных труб. При создании нагрузки на долото поршень 4 занимает крайнее верхнее положение (см. фиг. 1), при этом отверстия 8 в полом штоке 7 изолированы от полости А. Воздух или другой газообразный агент, нагнетаемый в колонну бурильных труб, проходит через дроссель 9, полый шток 7, полый вал 5 и далее к долоту. Диаметр проходного отверстия в дросселе 9 для осуществления импульсного способа продувки скважины выбирают таким образом, чтобы через долото проходила лишь часть нагнетаемого в трубы газообразного агента, необходимая для транспортировки мелких фракций шлама и взвешивания его крупных частей. Другая часть газообразного агента аккумулируется внутри колонны бурильных труб над поршнем

4. По мере накопления шлама в затрубном пространстве скважины газообразный агент, накопленный в трубах, выпускают через долото в виде кратковременного импульса расхода газа, обладающего высокой транспортирующей способностью. Для создания импульса устройство переводят в положение, изображенное на фиг. 2, при котором полый вал 5 перемещается в крайнее ниж5

45 нее положение, а отверстия 8 в полом штоке 7 сообщают полость А с долотом. Это положение может быть достигнуто в двух случаях. Первый случай возникает тогда, когда в процессе бурения вал 5 с поршнем

4 под действием перепада давления, возникающего на дросселе 9, перемещается в нижнее положение, а второй случай, — когда устройство приподнимают над зобоем.

Благодаря тому, что суммарные сечения отверстий 6 в перегородке 3 и отверстий 8 в полом штоке 7 равны между собой и значительно превосходят сечение дросселя 9, происходит резкое увеличение расхода газа через долото. 3а счет кратного увеличения скорости движения газа в затрубном пространстве осуществляется полная очистка ствола скважины от шлама, включая и самые крупные его фракции.

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин, включающее корпус, перегородку с центральным каналом с дросселем, установленный в корпусе кольцевой поршень с полым валом, соединенным с корпусом шлицевым соединением, и долото, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем обеспечения управляемой с поверхности импульсной продувки скважины газообразным агентом, оно снабжено полым штоком с радиальными отверстиями в нижней части, присоединенном к центральной части перегородки с нижней стороны и установленным коаксиально с кольцевым поршнем, а перегородка выполнена с отверстиями в периферийной части и закреплена на внутренней поверхности корпуса, причем суммарное сечение периферийных отверстий перегородки не меньше суммарного сечения радиальных отверстий в полом штоке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 622963, кл. E 21В 7/18, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 533720, кл. Е 21В 19/00, 1970 (прототип).

827744 фиг.!

Фиг. 2

Составитель В. Никулин

Техред И. Пенчко

Редактор С. Титова

Корректор 0. Силуянова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 731/2 Изд. № 313 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5