DE602004005324T2

DE602004005324T2 - Vorrichtung zum erweitern von bohrlöchern

Info

Publication number: DE602004005324T2
Application number: DE602004005324T
Authority: DE
Inventors: Shafagat Fakhrazovich Tatarstan TAKHAUTDINOV; Nail Gabdulbarievich Tatarstan IBRAGIMOV; Khamit Zagirovich Tatarstan KAVEEV; Gabdrashit Sultanovich Tatarstan ABDRAKHMANOV; Nigamatyan Khamitovich Tatarstan KHAMITYANOV; Ilgiz Kamaevich Tatarstan KASHAPOV; Ruslan Gabdrashitovich Moscow ABDRAKHMANOV
Original assignee: Borovichsky Kombinat Ogneuporov OAO; OTKRYTOE AKTSIONERNOE OBSCHESTVO "TATNEFT" IM V D SHASHINA
Current assignee: Borovichsky Kombinat Ogneuporov OAO; OTKRYTOE AKTSIONERNOE OBSCHESTVO "TATNEFT" IM V D SHASHINA
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: RU2234584C1; WO2004090277A1; EP1614852B1; EP1614852A8; CA2505412C; DE602004005324D1; CA2505412A1; US7325630B2; CN100343471C; EP1614852A4; EP1614852B8; EP1614852A1; CN1717528A; US20060118339A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Bohrtechnik, insbesondere Vorrichtungen zum Bohrlochräumen innerhalb eines spezifizierten Intervalls.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Bohrlochräumer (well reamer) ist bekannt, der ein Gehäuse mit geneigten Schlitzen und einem Kolben umfasst, der in ihm platziert ist und durch einen Stab feder(druck)belastet ist, wobei Schenkel mit Zapfen in den geneigten Schlitzen des Gehäuses befestigt sind, wobei auf diese Zapfen Roll-Schneidwerkzeuge als ein Freiträger gelegt sind (Erfinderzertifikat der USSR Nr. 582373, Klasse E21B 7/28, 19771).
Eine Unzulänglichkeit der bekannten Vorrichtung ist das Fehlen ihrer verlässlichen Zentrierung in einem Bohrloch, da ihre Gestaltung nicht zulässt, dass sich, ohne einen Nachteil auf ihre Belastbarkeit, an ihrem Gehäuse mehr als zwei Betätigungselemente befinden. Dies führt zu ihrer Vibrationen und ihrem Wippen beim Prozess des Bohrlochräumens. Beim Durchführen des Prozesses wird die Oberfläche des geräumten Bohrlochabschnitts unregelmäßig, was nicht zulässt, dass eine qualitative Montage von Profilfutter bei der Isolierung von Störzonen während des Rohrens des Bohrlochs vorgesehen wird. Die Rate des Bohrlochräumens ist auch gering.
Außerdem sind bei dem bekannten Räumer die Roll-Schneidwerkzeuge an Schenkeln als ein Freiträger befestigt, ohne die freien Enden von Zapfen zu befestigen, was die Belastbarkeit der Betätigungselemente herabsetzt und bei einer Erhöhung der mechanischen Lasten zu ihrem Zerbrechen führt.
Am nächsten zu dem Vorgeschlagenen, aufgrund der meisten übereinstimmenden Merkmale, ist ein Räumer, der ein Gehäuse mit geneigten Schlitzen und einem durchgehenden Mittelkanal aufweist, in dem ein Stab platziert und zu dem unteren Ende des Gehäuses hin federbelastet ist, wobei Schenkel mit Zapfen in den geneigten Schlitzen des Körpers befestigt sind, wobei auf diese Zapfen Roll-Schneidwerkzeuge gelegt sind, und Stützen, in denen freie Enden der Schenkel-Zapfen befestigt sind, wobei sie mit dem Stab durch Schieber in Wechselwirkung stehen (Patent der Russischen Föderation Nr. 2172385 Klasse E21B 7/28, 2001).
Unzulänglichkeiten dieser Vorrichtung sind eine geringe Wartungsfreundlichkeit und Verlässlichkeit, aufgrund des Vorhandenseins von einem Ringkolben in ihrer Gestaltung, der starr mit dem Stab verbunden ist, und Schiebern von Stützen in der Form von Zwei-Element-Verbindungen, die schweren Kraftlasten nicht standhalten. Außerdem lässt die Gestaltung des bekannten Räumers nicht zu, eine Kontrolle über das Festlegen seiner Betätigungselemente in die Arbeitsposition auszuüben.
Das U.S. Patent U.S. 6,378,632 offenbart einen Unterräumer, bei dem Schneidwerkzeuge durch Arme gestützt werden, die durch einen Körper gestützt werden und mit ihm in einem gleitenden Kontakt sind. Ein Kolben drückt jedes Schneidwerkzeug in eine ausgestreckte Position.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Wartungsfreundlichkeit und Verlässlichkeit des Räumers zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch einen Bohrlochräumer erreicht, mit einem Gehäuse mit geneigten Schlitzen und einem durchgehenden Mittelkanal, in dem ein Stab platziert und zu dem unteren Ende des Gehäuses hin feder(druck)belastet ist, Schenkeln mit Zapfen (journals), die in den geneigten Schlitzen des Gehäuses befestigt sind, wobei auf diese Zapfen Roll-Schneidwerkzeuge gelegt sind, und Stützen, in denen freie Enden der Schenkel-Zapfen befestigt sind, wobei sie mit dem Stab durch Schieber in Wechselwirkung stehen. Gemäß der Erfindung sind die Schieber der Stützen in der Form von zylindrischen Kolben gebildet, in geneigten Löchern des Gehäuses platziert, und relativ zu seinem durchgehenden Kanal und einer Kreisring-Umgebung festgezogen, wobei einige Enden von ihnen mit den Stützen verbunden sind, und andere an dem Stab befestigt sind, mit der Möglichkeit einer radialen Bewegung bezüglich seiner Wände, wo der durchgehende Mittelkanal des Gehäuses mit der Kreisring-Umgebung durch erste und zweite Löcher in Verbindung steht, die in Wänden des Gehäuses und des Stabs gebildet sind, wobei sie bedeckt sind, wenn sich die Schenkel mit Schneidwerkzeugen in eine Arbeitsposition erstrecken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt den Räumer in einer Transportposition, Längsschnitt;
2 – das Gleiche, beim Räumen eines Lochs;
3 – Abschnitt A-A in 1.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform Ein Bohrlochräumer (1) umfasst ein Gehäuse 1 mit einem durchgehenden Mittelkanal 2, in dem ein Stab 3 platziert und durch eine Feder 4 zu dem unteren Ende des Gehäuses 1 hin federbelastet ist, wobei die Feder 5 in einer Kammer 5 positioniert ist, die durch eine Innenwand des Gehäuses 1 und eine Außenwand des Stabs 3 erzeugt wird. Die Kammer 5 steht durch erste Löcher 6, die in der Wand des Gehäuses 1 gebildet sind, mit der Umgebung, und durch zweite Löcher 7 in der Wand des Stabs 3, mit dem durchgehenden Mittelkanal 2 des Gehäuses 1 in Verbindung. Die Kammer 5 ist von dem durchgehenden Kanal 2 durch Dichtungen 8 isoliert, und die zweiten Löcher 7 des Stabs 3 sind mit der Möglichkeit ihres Bedeckens durch eine Druckbuchse 9 gebildet, nachdem der Stab 3 in die oberste Position gelangt ist.
Das Gehäuse 1 weist äußere geneigte erste Schlitze 10 (1, 3) des „Schwalbenschwanz-Typs" auf, in denen Schenkel 11 mit Zapfen bzw. Achsschenkeln 12 befestigt sind, auf welche Zapfen-Schneidwerkzeuge 13 mit Hartlegierungszähnen 14 mit der Möglichkeit der Rotation gelegt sind. Die Schenkel 11, die als Kalibriervorrichtungen wirken, sind mit den ähnlichen Zähnen versehen. Freie Enden 15 des Zapfens 12 sind in Stützen 16 befestigt, die auch in den geneigten Schlitzen 10 des Gehäuses 1 montiert und starr mit zylindrischen Kolben 17 verbunden sind, die in geneigten Bohrungen 18 des Gehäuses 1 angeordnet sind. Die freien Enden 19 der Kolben sind durch Schiebeeinrichtungen 20 in dritten Löchern 21 des Stabs 3 mit der Möglichkeit von radialen Bewegungen befestigt. Die Bohrungen 18 durch einen länglichen zweiten Schlitz 22 des Gehäuses 1 stehen mit dem durchgehenden Kanal 2 des Gehäuses 1 in Verbindung, und sind von der Umgebung durch Dichtungen 23 isoliert.
An den Enden des Gehäuses 1 sind einige Gewinde gebildet: ein Gewinde 24 – zur Verbindung mit einem Bohrstrang 25 (2) durch ein Reduzierstück 26, und ein Gewinde 27 – zur Befestigung eines Bohrers mit Bohnen-Auswaschungsöffnungen (nicht gezeigt).
Der Bohrlochräumer wird auf die folgende Art betrieben.
Ein Bohrer (nicht gezeigt) wird in das Gewinde 27 des Gehäuses 1 geschraubt, und das Reduzierstück 26 wird auf das Gewinde 24 geschraubt, der Räumer wird mit dem Bohrstrang 25 verbunden und in ein Bohrloch 28 bewegt (2).
Bei der vorgeschriebenen Bohrlochtiefe beginnt man mit der Rotation des Bohrstrangs 25 bei gleichzeitiger Zufuhr von Waschfluid in es hinein, wobei das Waschfluid in den durchgehenden Mittelkanal 2 des Gehäuses 1 fließt und weiter in die Auswaschungsöffnungen des Bohrers, in denen ein Differenzdruck erzeugt wird. Wenn der Differenzdruck über dem Bohrer zunimmt, überwinden die mit dem Stab 3 durch die Schiebeeinrichtungen 20 verbundenen Kolben 17 die Kraft der Feder 3 und bewegen die Stützen 16 mit den in ihnen befestigten Schneidwerkzeugen 13 unter Verwendung der Zapfen 12, und die Schenkel 11 entlang der geneigten ersten Schlitze 10 in die Arbeitsposition, bis zu dem Halt an einer Endfläche 29 des Reduzierstücks 26. An dem wird das Fluid aus der Kammer 5 in eine Kreisring-Umgebung des Bohrlochs 28 durch die ersten Löcher 6 des Gehäuses 1 verdrängt, während die zweiten Löcher 7 in dem Stab 3 durch die Druckbuchse 9 bedeckt sind, wobei dies zur Erzeugung eines abrupten Drucksprungs in dem Räumer zu seinem Anstieg hin führt, und als ein Signal dient, dass die Betätigungselemente (die Schenkel 11 und die Schneidwerkzeuge 13) des Räumers in die Arbeitsposition ausgestreckt sind. Ferner wird durch die Räumer-Zufuhr nach unten das Bohrloch innerhalb eines spezifizierten Intervalls geräumt.
Bei Beendigung des Bohrlochräumens wird mit der Fluidinjektion in den Bohrstrang 25 aufgehört. Durch das Aufhören bringt die Feder 4, die ausgestreckt wird, den Stab 3 und die damit verbundenen Kolben 17 sowie die Stützen 16 und die Schenkel 11 mit den Schneidwerkzeugen 13 in eine Transportposition zurück.
Beim Ausstrecken der Betätigungselemente in eine Arbeitsposition und ihrem Zurückkehren in die Transportposition, machen die Schiebeeinrichtungen 20, die starr mit den Kolben 17 verbunden sind, während sie sich durch zweite Schlitze 22 in dem Gehäuse 1 bewegen, eine radiale Bewegung in den dritten Löchern 21 des Stabs 3, wobei sie sich aus ihnen heraus und in sie hinein bewegen.
Eine derartige Gestaltung des Räumers auf Kosten eines noch verbesserten Mechanismus der Betätigungselement-Ausstreckung in die Arbeitsposition und dem Vorsehen einer Steuerung ihrer Ausstreckung, erhöht seine Wartungsfreundlichkeit und Verlässlichkeit.

Claims

Bohrlochräumer, mit einem Gehäuse (1) mit geneigten Schlitzen (10) und einem durchgehenden Mittelkanal (2), in dem ein Stab (3) platziert und zu dem unteren Ende des Gehäuses hin federbelastet (4) ist, Schenkeln (11) mit Zapfen (12), die in den ersten geneigten Schlitzen des Gehäuses befestigt sind, wobei auf diese Zapfen Roll-Schneidwerkzeuge (13) gelegt sind, und Stützen (16), in denen freie Enden der Schenkel-Zapfen befestigt sind, wobei sie mit dem Stab durch Schieber (17) in Wechselwirkung stehen, wobei die Schieber der Stützen in der Form von zylindrischen Kolben (17) gebildet sind, in geneigten Löchern (18) des Gehäuses platziert sind, und relativ zu seinem durchgehenden Kanal und einer Kreisring-Umgebung festgezogen sind, wobei einige Enden von ihnen mit den Stützen verbunden sind, und dadurch gekennzeichnet, dass andere an dem Stab befestigt sind, mit der Möglichkeit einer radialen Bewegung bezüglich seiner Wände, wo der durchgehende Mittelkanal des Gehäuses mit der Kreisring-Umgebung durch erste (6) und zweite Löcher (7) in Verbindung steht, die in Wänden des Gehäuses und des Stabs gebildet sind, wobei sie bedeckt sind, wenn sich die Schenkel mit Schneidwerkzeugen in eine Arbeitsposition erstrecken.