EA008754B1 - Бурильное устройство - Google Patents

Abstract

Бурильное устройство (10) для проведения буровых работ является устройством, снабженным режущими лезвиями (17, 18), смонтированными на опорном корпусе (12, 72, 82) на нижнем конце бурильной колонны, и включает в себя новую компоновку секций гидравлических отверстий (15, 23, 23', 63, 64, 65', 92) для подачи жидкости под давлением в гидравлические нагнетательные каналы (50, 52) в каждом из лезвий и раздвоенную поворотную монтажную часть (16, 74, 91) на корпусе, обеспечивающую подачу жидкости из секции отверстий в режущие лопасти через шаровое шарнирное соединение (22) на поворотной оси. Модифицированные варианты изобретения специально разработаны для режущих лезвий и предназначены для выполнения работ по расширению ствола скважины и включают в себя систему для подачи жидкости, а также удлиненную нагнетательную систему (86) для подачи жидкости под давлением в другие инструменты в бурильной колонне.

Description

Настоящее изобретение относится к бурильному устройству, и в частности к новому и усовершенствованному бурильному устройству с гидравлическими нагнетательными отверстиями для подачи жидкости из бурильной колонны в буровые долота, инструменты для расширения ствола скважин и аналогичное оборудование. Изобретение приемлемо для использования с жидкостями и газообразными веществами и, в частности, является эффективным в сочетании с жидкостями, используемыми в подземных формациях.

Ранее автором были разработаны узлы буровых долот, а также устройства для расширения ствола скважин, которые, в широком смысле слова, характеризуются тем, что снабжены роторным буровым долотом, установленным на нижнем конце известной бурильной колонны, и режущими лезвиями, установленными с возможностью поворота на буровом долоте. При проведении высокоскоростных буровых работ с использованием жидкости режущие лезвия снабжены гидравлическими нагнетательными соплами, сообщающимися с гидравлическими нагнетательными шлангами, идущими вниз через бурильную колонну и непосредственно соединяющимися с гидравлическими нагнетательными каналами в каждом из режущих лезвий. Несмотря на то, что шланги предотвращают утечку между бурильной колонной и лезвиями, они являются слишком громоздкими, подвержены износу или разрыву при многократном использовании и создают ограничения в плане возможности установки режущих лезвий для свободного вращательного движения от вертикального до горизонтального положения на конце бурильной колонны. Таким образом, существует необходимость в создании гидравлической нагнетательной системы, способной устранить необходимость в гидравлических нагнетательных шлангах и обеспечить непосредственную подачу жидкости через отверстия, сформированные внутри опорного корпуса для лезвий. Кроме того, и в связи с усовершенствованной гидравлической нагнетательной системой предлагается новое и усовершенствованное шаровое шарнирное соединение между опорным корпусом для лезвий и режущими лезвиями, не препятствующие подаче жидкости и обеспечивающие более простую установку, эффективную работу, повышенную гибкость и надежность при использовании лезвий для работы в забое.

Краткое описание изобретения

Целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного бурильного устройства для проведения буровых работ, характеризующегося высокой гибкостью, эффективностью и долговечностью в работе.

Другой целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного опорного корпуса для лезвий, устанавливаемого на известную бурильную колонну, для монтажа на нем с возможностью поворота режущих лезвий и подачи жидкости под давлением через нагнетательные сопла, размещенные по длине одного или нескольких режущих лезвий с целью достижения равномерной силы резания вдоль каждого лезвия.

Следующей целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного опорного корпуса для бурового долота, содержащего гидравлические нагнетательные каналы, вместе с новым и усовершенствованным шарниром для поддержания одного или нескольких режущих лезвий с целью проведения буровых или врубных работ в забое скважины.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного опорного корпуса для лезвий, содержащего гидравлические нагнетательные отверстия для подачи жидкости под давлением через гидравлические каналы в режущих лезвиях, с целью максимального повышения эффективности и скорости резания; и, кроме того, в котором опорный корпус для инструментов содержит новое и усовершенствованное шаровое шарнирное соединение для установки поворотных режущих лезвий таким образом, чтобы они сообщались с гидравлическими нагнетательными отверстиями с возможностью свободного поворота вокруг опорного корпуса для лезвий.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание опорного корпуса для лезвий, обеспечивающего выполнение различных буровых работ, включая вертикальное или горизонтальное направленное бурение, расширение ствола скважин ниже башмака обсадной колонны, например, при формировании больших полостей или каверн в подземной формации, а также для выполнения врубных работ, но не ограничиваясь указанными работами.

Дополнительной целью настоящего изобретения является создание опорного корпуса для лезвий, являющегося прочным, долговечным и исключительно гибким для применения либо на конце бурильной колонны, либо на одной или нескольких промежуточных секциях для поворотных режущих лезвий с использованием жидкости.

В соответствии с настоящим изобретением новая и усовершенствованная гидравлическая нагнетательная система была разработана для использования в бурильных устройствах для проведения буровых работ, в которой бурильная колонна снабжена источником жидкости под давлением, при этом усовершенствование включает в себя по меньшей мере одно режущее лезвие, в корпусе которого имеется несколько гидравлических нагнетательных каналов, опорный корпус для лезвия, соединенный с бурильной колонной и снабженный по меньшей мере одним гидравлическим нагнетательным отверстием, сообщающимся с гидравлическим нагнетательным каналом в бурильной колонне, и поворотный монтажный механизм для соединения одного конца режущего лезвия с возможностью поворота с опорным корпусом для лезвия, в результате чего обеспечивается сообщение между гидравлическим(и) отверстием(ями) в

- 1 008754 корпусе и гидравлическими нагнетательными каналами в лезвии(ях). Предпочтительно гидравлическая нагнетательная система состоит из гидравлических отверстий, высверленных в опорном корпусе для лезвий, а также из режущих лезвий с целью исключения использования гибких шлангов; также предлагается новое и усовершенствованное шаровое шарнирное соединение на шарнирной оси для режущих лезвий, в котором секции отверстий, проходящие через шаровое шарнирное соединение и режущие лезвия, имеют возможность свободного вращения, не препятствуя потоку жидкости из опорного корпуса для лезвий в лезвие(я) при их перемещении в положение резания. Несмотря на то, что предпочтительный вариант, в частности, предназначен для использования с буровыми долотами, были разработаны альтернативные предпочтительные варианты для использования в сочетании с инструментами для расширения ствола скважин, характеризующиеся тем, что они снабжены направляющими наконечниками для направления перемещения инструментов для расширения ствола скважины в пласте. Кроме того, один из альтернативных предпочтительных вариантов включает несколько опорных корпусов для лезвий, соединенных встык друг с другом, с секциями отверстий, сообщающимися с другими секциями отверстий корпусов, и, например, которые могут быть использованы одновременно при проведении буровых и расширительных работ.

Выше достаточно широко были изложены наиболее важные особенности изобретения с целью лучшего понимания нижеприведенного детального описания изобретения и с целью оценки вклада в данную область техники. Без сомнения существуют дополнительные характерные особенности настоящего изобретения, которые будут описаны ниже и которые образуют предмет формулы, прилагаемой к настоящему описанию. С этой целью до детального пояснения по меньшей мере одного примера осуществления изобретения специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что изобретение не ограничивается своим применением деталями конструкции и размещением компонентов, указанных в нижеприведенном описании. Изобретение также может включать другие примеры осуществления и реализовываться различными способами. Специалистам в данной области техники также должно быть очевидно, что используемая в данном патенте фразеология и терминология предназначены для описания и не должны рассматриваться как ограничивающие. Исходя из этого, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что концепция, на которой основано данное изобретение, может быть легко использована в качестве основы для конструирования и создания других конструкций, способов и систем для достижения ряда целей настоящего изобретения. Таким образом, важно, чтобы формула рассматривалась как включающая такие эквивалентные конструкции в пределах существа и объема настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид спереди предпочтительного варианта опорного корпуса для лезвий для бурового долота с лезвиями, показанными в неподвижном состоянии.

Фиг. 1А - вид в плане снизу устройства, показанного на фиг. 1.

Фиг. 2 - вид сбоку предпочтительного варианта изобретения, показанного на фиг. 1.

Фиг. 3 - вид в частичном разрезе в увеличенном масштабе соединительной части опорного корпуса для лезвий.

Фиг. 4 - вертикальная проекция опорного корпуса для лезвий, показанная на фиг. 1, с режущими лезвиями в положении резания.

Фиг. 5 - вид спереди модифицированного варианта опорного корпуса для лезвий, снабженного коротким направляющим наконечником для проведения работ по расширению ствола скважин ниже башмака обсадной колонны.

Фиг. 6 - вид сбоку инструмента, проиллюстрированного на фиг. 5, с режущими лезвиями, показанными в неподвижном состоянии.

Фиг. 7 - вид сбоку инструмента, проиллюстрированного на фиг. 6, с режущим лезвием в положении резания.

Фиг. 8 - вид спереди другого модифицированного варианта инструмента для расширения ствола скважины с удлиненным направляющим наконечником и резьбовыми соединениями на обоих концах и отверстиями для подачи жидкости, сообщающимися с отверстиями для подачи жидкости в бурильной колонне или других инструментах на противоположных концах опорного корпуса для лезвий.

Фиг. 9 - вид сбоку опорного корпуса для инструмента, проиллюстрированного на фиг. 9, с лезвиями, показанными в положении резания.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фиг. 1-4 более детально показан иллюстративный пример узла бурового долота 10, состоящего из переводника 12 в форме пустотелого цилиндрического корпуса 13 для лезвий, имеющего верхний резьбовой конец 14 и нижний раздвоенный поворотный конец 16. Каждое лезвие из пары режущих лезвий 17 и 18 выполнено из удлиненной лапы 20 лезвия, сходящейся на конус до образования закругленного поворотного торца 22, имеющего поперечные отверстия 23, 23' для поворотного соединения с нижним поворотным концом 16 опорного корпуса 13 для лезвий. Каждая лапа 20 лезвия имеет в целом полукруглую форму и снабжена участками 19, поверхности которых обращены друг к другу. Таким образом, обеспечивается опора лезвий 17 и 18 для совершения поворотного перемещения между первым положе

- 2 008754 нием в целом в продольном направлении при нахождении лезвий в неподвижном состоянии и поперечном, или взаимно-перпендикулярном направлением при их работе, как проиллюстрировано на фиг. 1 и 4, соответственно. Поворотные концы 16 выполнены в форме проушин или удлиненных концов пустотелого цилиндрического корпуса 13, в результате чего в поперечном сечении они имеют дугообразную форму.

Каждое из лезвий 17 и 18 в целом имеет вогнутую часть, сходящуюся на конус до образования поворотного конца 22, и поворотные концы 22 имеют такую толщину, чтобы при установке на поворотный вал 24 происходило высвобождение поворотного конца 16, благодаря чему лапы лезвий свободно отклоняются вверх, занимая взаимно перпендикулярное положение и опускаясь вниз, как показано на фиг. 4.

Каждая из лап 20 лезвия включает радиально смещенные более широкий и более узкий полукруглые участки корпуса 30 и 32, при этом более широкий участок 32 тянется вдоль внутренней радиальной поверхности лапы 20, смежной с поворотным концом 22. Более узкий участок 30 имеет приблизительно аналогичную длину, как и более широкий участок 32, и заканчивается на внешнем квадратном периферическом торце 34 лапы. В более узкой части 30 установлен ряд первых режущих дисков 36 для вращения на роликовых валах 37, закрепленных в углублениях на нижней поверхности каждой лапы 20 лезвия на одинаковом расстоянии друг от друга в осевом направлении вдоль нижней поверхности каждой лапы, смежной с плоскими поверхностями 19. Как видно на фиг. 1, ось вращения каждого диска выбрана такой, чтобы соответствовать радиусу кривизны, по которой совершается перемещение этого диска. Другими словами, вал 37 для этого диска перпендикулярен радиусу кривизны в этой точке на нижней поверхности лапы 20. Отдельные диски 36 выполнены из прочного материала, например из карбида вольфрама, и имеют конусообразные поверхности, сходящиеся в общую режущую кромку 38.

Радиально расположенная внутренняя часть 32 корпуса снабжена относительно небольшими режущими дисками 40, установленными с возможностью вращения на отдельных валах 42. Ориентация дисков 40 соответствует ориентации дисков 36 большего диаметра для прохождения круговой траектории вращения по этому радиусу от центра или оси поворота. Диски 40 расположены аналогичным образом вдоль нижней поверхности или вдоль передней кромки лапы лезвия, однако несколько позади дисков 36 большего диаметра.

Как показано на фиг. 1-4, каждая лапа 20 включает главный гидравлический нагнетательный канал 50, идущий радиально от лопасти и сообщающийся с несколькими нагнетательными соплами, или патрубками 52, подающими жидкость под давлением из лап к участку в непосредственной близости от режущих дисков 40.

В целях подачи воды под давлением к лезвиям 17 и 18 верхний резьбовой конец 14 переводника 12 снабжен главным отверстием 15, сообщающимся с диаметрально противоположно расположенными угловыми (под углом) отверстиями 63, идущими вниз и радиально наружу через стенки цилиндрического корпуса 13 и соединяющимися с диаметрально противоположно расположенными, идущими в аксиальном направлении отверстиями 64. В предпочтительном варианте отверстия 64 высверливаются в материале корпуса 13 от верхнего выступа 14', и их нижние концы заканчиваются в поперечных отверстиях 65 и 65' в нижних поворотных концах 16. Отверстия 65 и 65' идут в поперечном направлении через кольцевые шаровые шарнирные соединения, о которых речь пойдет ниже, и непосредственно сообщаются с отверстиями или каналами 23 и 23' в лезвиях 17 и 18.

Отверстия 63, 64 и 65, 65' предпочтительно просверливаются в стенке корпуса 13, и концы отверстий 63, 64 и 65 закрываются приемлемыми дисками, обозначенными Ό1, Ό2 и Ό3. Пара дисков Ό4 установлена в самом удаленном конце отверстия 23' одного из лезвий, и самый удаленный внутренний диск Ό4 входит в углубление Р4 в противостоящей поверхности противоположного лезвия 17 для взаимодействия с шаровыми шарнирными соединениями, описанными ниже, при установке лопастей с возможностью поворота на общей оси, идущей в центральном направлении через отверстия 23, 23' и 65, 65'.

Шаровые шарнирные соединения служат в качестве основного механизма поворотной опоры для лезвий и выполнены из кольцевых или кольцеобразных выступов 66, имеющих полусферическую форму в поперечном сечении и опирающихся на неглубокие выемки 67 в каждом из соответствующих поворотных концов 16. Отверстия 65 и 65' проходят в центральном направлении через шаровые шарнирные соединения и совмещены с отверстиями 23 и 23' соответственно для направления потока жидкости в каналы 50 в лезвиях 17 и 18, обеспечивая при этом герметичность между лезвиями 17 и 18 поворотными концами 16.

Ряд режущих вставок 68 из твердого режущего материала установлен в круглых углублениях вдоль задней кромки каждого лезвия 17 и 18. Каждая вставка 68 имеет в целом удлиненную цилиндрическую форму с коническим концом 70, выступающим за заднюю кромку с целью врезания в пласт при вращении лезвий 17 и 18. Режущие вставки 68 являются наиболее эффективными в случае обрушения скважины в пласте, осыпи или утолщения скважины. При постоянном вращении и (или) воздействии силы трения и (или) силы нагнетания жидкости лезвия 17 и 18 постепенно отклоняются, или поворачиваются наружу, занимая взаимно перпендикулярное положение, как показано на фиг. 4. В этой точке режущие диски 36 и 40 постепенно входят в зацепление резания с породой пласта. В сочетании с режущими вставками 26 на раздвоенных концевых поверхностях 16 проводника 12 режущие вставки 73 могут быть

- 3 008754 расположены вдоль, по меньшей мере, ограниченной части передней кромки каждого внутреннего участка 32 лезвия, и режущие вставки 74 располагаются на внешнем удаленном торце лезвий 17 и 18.

Режущие диски 36 и 40 на лезвии 17 смещены по отношению к режущим дискам 36 и 40 на другом лезвии 18. Соответственно сопла 52 на одном лезвии 17 смещены или сдвинуты по отношению к соплам 52 на втором лезвии 18. Основная функция сопел заключается в формировании канавок (пропилов), и режущие диски 36 и 40 предназначены для разрушения породы между канавками и, таким образом, ориентированы между соплами 52 своих соответствующих лезвий.

Во время работы узел бурового долота 10 устанавливают путем привинчивания конца 14 к нижнему концу известной бурильной обсадной или лифтовой колонны. Затем производится вращение узла бурового долота по мере его опускания в положение на требуемую глубину для бурения пород в пласте в целях обеспечения отклонения наружу лезвий 17 и 18 в открытое положение, проиллюстрированное на фиг. 1. Как описывалось выше, жидкость подается под давлением через отверстия 63, 64, 65 и 65' в отверстия 23 и 23' в лезвиях 17 и 18 и выходит через сопла 52 с высокой скоростью в виде реактивной струи. Нагнетание жидкости под большим давлением через лезвия 17 и 18 вызывает постепенное отклонение их наружу в положение резания, как показано на фиг. 1, а также для взаимодействия с режущими дисками 36 и 40 при прохождении через породу пласта с целью формирования скважины или отверстия требуемого размера. Кроме того, жидкость, нагнетаемая через сопла или патрубки, позволяет удалять обломки породы между бурильной колонной и забоем скважины на поверхность.

Диски 40 меньшего диаметра размещены вдоль более широкого участка поверхности 32 на внутреннем радиальном торце лапы 20 в результате пространственных ограничений на размер дисков, которые могут быть размещены смежно с нижним поворотным торцом 16. Функция дисков 36 большего диаметра заключается в увеличении площади поверхности резания при прохождении большего расстояния на внешних удаленных торцах лезвий 17 и 18. Очевидно, что для формирования гидравлических отверстий 63, 64, 65 и 65' не обязательно просверливать внешние поверхности корпуса 13. Режущие диски 36 большего диаметра, размещенные вдоль более узкой части поверхности 30, могут иметь различные размеры, и, в частности, расположение дисков 36 большего диаметра позади дисков 40 меньшего диаметра не является принципиально важным, и вопрос в большей степени заключается в определении размеров дисков 36 и 40 для оптимальной установки на участках 30 и 32 корпуса и в обеспечении достаточного пространства для гидравлических нагнетательных каналов.

Подробное описание модифицированных вариантов изобретения

Модифицированный вариант изобретения проиллюстрирован на фиг. 5-7, на которых одинаковые детали обозначены одними и теми же позициями, что и на фиг. 1-4. Основное отличие варианта на фиг. 5-7 заключается в конструкции переводника 72, в котором в противоположность переводнику 12 имеется верхний резьбовой конец 14 и корпус 13, который переходит в нижний поворотный конец 74 и заканчивается закругленным передним торцом или наконечником 76 в своей нижней части. Лезвия 17 и 18 соответствуют лезвиям 17 и 18 предпочтительного варианта изобретения, но они снабжены дополнительными режущими дисками 36', расположенными по окружности на расстоянии от режущих дисков 36. Кроме того, как и в предпочтительном варианте, сопла 52 размещены между режущими дисками 36 и 40 по длине лопасти 18. Инструмент с переводником 72 разработан и сконструирован для использования в качестве инструмента для расширения ствола скважин, в котором удлиненный нижний торец 74 с наконечником 76 служит в качестве направляющей в стволе скважины для центрирования инструмента при проведении расширительных работ, например при расширении ствола скважины ниже башмака обсадной колонны или каверн, в частности, в твердых породах подземных формаций. Таким образом, гидравлическая нагнетательная система, характеризующаяся наличием секций отверстий 63, 64, 65 и 65', сообщающихся с гидравлическими каналами 50 лезвий 17 и 18, создает дополнительное усилие по разведению лезвий во взаимно перпендикулярное положение резания.

На практике верхний резьбовой конец 14 переводника 72 соединен с нижним концом бурильной колонны или иным приводным механизмом, создающим вращательное движение (не показан). Далее инструмент для расширения ствола скважины опускается ниже башмака обсадной колонны пробуренной скважины таким образом, чтобы под воздействием силы вращения, оказываемой на бурильную колонну, произошло постепенное отклонение в стороны лезвий 17 и 18 по мере того, как режущие вставки 68 первоначально врезаются в окружающую породу пласта, и перемещение в положение, в целом перпендикулярное бурильной колонне, как показано на фиг. 7.

Расхождение лезвий 17 и 18 в стороны, кроме того, обеспечивается за счет применения нагнетаемой под давлением жидкости через бурильную колонну и главное отверстие 15 инструмента, которая далее подается через секции отверстий 63, 64, 65 и 65' и выходит с высокой скоростью в форме реактивной струи через сопла 52. Жидкость, нагнетаемая через сопла 52, обеспечивает удаление любых обломков породы, и при дальнейшем перемещении вниз ведущий передний торец или наконечник 76 направляет инструмент вдоль существующего ствола скважины и препятствует какому-либо изменению траектории инструмента в сторону от ствола скважины. Режущие диски 36 и 40 также взаимодействуют с режущей вставкой 68 при прохождении через породу пласта в целях значительного увеличения диаметра ствола скважины.

- 4 008754

Другой модифицированный вариант инструмента для расширения ствола скважины проиллюстрирован на фиг. 8 и 9, на которых одинаковые детали обозначены одними и теми же позициями, что и на фиг. 1-4. Удлиненный переводник 82 имеет противоположные резьбовые концы 84, 86 и удлиненный пустотелый цилиндрический корпус 88 между указанными концами с диаметрально противолежащими прорезями 90, сообщающимися с пустотелым внутренним пространством корпуса 88. Прорези имеют соответствующие размеры для вхождения в них режущих лезвий 17 и 18 между взаимно противоположными раздвоенными поворотными монтажными участками 91 корпуса 88. Раздвоенные участки 91 расположены на промежуточном участке корпуса 88 и имеют длину, достаточную для того, чтобы лопасти свободно поворачивались наружу от аксиального положения внутри корпуса 88, как показано на фиг. 8, и занимали положение резания, как показано на фиг. 9.

Вода под давлением подается к лезвиям 17 и 18 через отверстие 15 в верхнем резьбовом конце 84 и угловые секции отверстий 63, проходящие через стенку корпуса и сообщающиеся с диаметрально противоположными продольно идущими секциями отверстий 92, которые пересекаются с поперечными отверстиями 65 и 65' в промежуточной части корпуса 88 и ориентированы на общую поворотную ось, идущую поперечно через верхние концы лезвий 17 и 18 и монтажные участки 91. Секции отверстий 92 идут вниз за пределы отверстий 65 и 65' на оставшуюся длину корпуса 88 и пересекаются с нижними угловыми отверстиями 94, идущими вверх от нижнего главного отверстия 96 в нижней резьбовой части 86. Нижнее главное отверстие 96 сообщается с другой секцией отверстия 97 в переводнике или инструменте, обозначенном позицией 98, который крепится с помощью резьбового соединения к нижнему концу переводника 82. Как и в предпочтительном варианте, секции отверстий 63, 92, 94, 65 и 65' просверливаются в стенке корпуса 88 с внешней поверхности и закрываются приемлемыми дисками Ό2 и Ό3.

При использовании бурильная колонна с инструментом 82 опускается ниже обсаженной части пробуренного ствола скважины, и под воздействием силы вращения в сочетании с нагнетаемой под давлением жидкостью через отверстия в гидравлические нагнетательные каналы в лезвиях 17 и 18 происходит врезание лезвий в породу пласта и их отклонение наружу в целях значительного расширения необсаженной части ствола скважины. Удлиненный переводник 82 действует в качестве направляющего приспособления для удержания инструмента в центральном положении. Кроме того, через нижние секции отверстий отверстия 92 и через угловые отверстия 94 в следующий переводник или инструмент, обозначенный позицией 8, может подаваться дополнительная жидкость. Например, элемент 98 может представлять собой пробку с закругленным концом или может являться гидравлическим бурильным узлом, как показано на фиг. 1-4. Соответственно после прохождения обсаженного участка ствола скважины появляется возможность одновременно бурить и расширять ствол скважины ниже башмака обсадной колонны, например, при проведении работ по наклонно-направленному бурению.

Специалистам в данной области техники очевидно, что лезвия 17 и 18 для предпочтительного и модифицированного вариантов изобретения могут быть сконструированы различной длины в соответствии с требованиями по увеличению необсаженной скважины, что, в частности, необходимо в отношении расширительных инструментов, проиллюстрированных в модифицированных вариантах.

Очевидно, что возможно использование уплотнений, например, вдоль сопрягающихся поверхностей между лезвиями 17 и 18 и нижними поворотными концами переводника 12 или поворотными монтажными участками 91 переводника 82.

Таким образом, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что, несмотря на вышеприведенные и описанные предпочтительные варианты изобретения, в него могут быть внесены вышеприведенные и иные изменения, которые не выходят за пределы существа и объема изобретения, определенные прилагаемой формулой изобретения или ее приемлемым эквивалентом.

Claims (24)

1. Бурильное устройство (10) для проведения буровых работ, в котором бурильная колонна снабжена источником жидкости под давлением и гидроприводом поворотного движения, отличающееся тем, что устройство включает в себя по меньшей мере одно режущее лезвие (17, 18), в корпусе которого имеется несколько гидравлических нагнетательных каналов (50, 52);

опорный корпус (13) для лезвия, соединенный с бурильной колонной и снабженный по меньшей мере одним гидравлическим нагнетательным отверстием (23, 23', 63, 64, 65, 65', 92), сообщающимся с гидравлическим нагнетательным каналом (50, 52) в бурильной колонне; и механизм (16, 17, 91), включающий поворотное соединение (22) для соединения одного конца режущего лезвия с возможностью поворота с опорным корпусом, в результате чего обеспечивается сообщение между гидравлическим(и) отверстием(ями) в корпусе и гидравлическими нагнетательными каналами в лезвии(ях), и в котором каждое режущее лезвие отходит от корпуса и занимает положение резания в целом перпендикулярно оси бурильной колонны в результате вращения указанной бурильной колонны и нагнетания жидкости через гидравлические нагнетательные каналы в режущем(их) лезвии(ях).

2. Бурильное устройство по п.1, в котором пара указанных режущих лезвий совершает поворотное

- 5 008754 перемещение между аксиальным положением при нахождении лезвий в неподвижном состоянии и положением резания в целом перпендикулярно оси бурильной колонны.

3. Бурильное устройство по п.1, в котором указанное гидравлическое нагнетательное отверстие включает в себя идущие в аксиальном направлении секцию главного отверстия и внешнюю секцию отверстий, радиально смещенную от указанной секции главного отверстия, секцию угловых отверстий, идущую между секцией главного отверстия и внешней секцией отверстий, и идущее в радиальном направлении отверстие, сообщающееся с гидравлическими нагнетательными каналами.

4. Бурильное устройство по п.3, в котором внешняя секция отверстий идет в целом по длине опорного корпуса для лезвий.

5. Бурильное устройство по п.4, в котором несколько опорных корпусов (88) для лезвий соединены встык друг с другом и снабжены соответствующими внешними секциями (92) отверстий, сообщающимися с другими секциями отверстий.

6. Бурильное устройство по п.3, в котором указанные секции отверстий являются прямыми и включают пробки, закрывающие один конец каждой из указанных секций отверстий.

7. Бурильное устройство по п.6, в котором указанные секции отверстий проходят по внешней поверхности опорного корпуса для лезвий.

8. Бурильное устройство по п.1, в котором указанный корпус является пустотелым, имеет в целом цилиндрическую форму и включает раздвоенные монтажные части и пару режущих лезвий, соединенных с возможностью поворота между раздвоенными монтажными частями.

9. Бурильное устройство по п.8, в котором соединения представляют собой шаровые шарнирные соединения, обращенные друг к другу, и указанные радиально идущие отверстия проходят через шаровые шарнирные соединения.

10. Бурильное устройство по п.9, в котором каждое из режущих лезвий включает секцию гидравлических отверстий, идущую радиально между гидравлическими нагнетательными каналами и радиально идущими отверстиями.

11. Узел бурового долота (10), предназначенный для установки на бурильную колонну для проведения буровых работ, в котором переводник (12) соединен с нижним концом бурильной колонны, пара удлиненных режущих лезвий прикреплена с возможностью поворота к нижнему концу переводника, при этом нижний конец раздвоен и на нем расположены режущие элементы (36, 40, 74), при этом каждое лезвие в общем имеет полукруглую форму в поперечном сечении и плоские участки поверхности, обращенные друг к другу, отличающийся тем, что включает в себя шаровые шарнирные соединения, расположенные между режущими лезвиями и нижним концом, обеспечивающие поворотное перемещение режущих лезвий между общим осевым направлением и взаимно противоположным перпендикулярным направлением; и гидравлический нагнетательный механизм, состоящий в основном из гидравлических нагнетательных отверстий, идущих между бурильной колонной и гидравлическими нагнетательными каналами в каждом из режущих лезвий.

12. Узел бурового долота по п.11, в котором диск расположен между обращенными друг к другу поверхностями режущих лезвий на поворотной оси, идущей через режущие лезвия, для обеспечения независимого поворотного перемещения указанных режущих лезвий относительно друг друга.

13. Узел бурового долота по п.11, в котором указанные гидравлические нагнетательные каналы включают несколько гидравлических нагнетательных сопел вдоль передней кромки режущих лезвий и режущие элементы, расположенные между гидравлическими нагнетательными соплами.

14. Узел бурового долота по п.13, в котором указанные режущие элементы имеют большой диаметр в радиальном направлении наружу вдоль каждого из лезвий.

15. Узел бурового долота по п.11, в котором указанные лезвия включают несколько радиально расположенных режущих элементов вдоль своих передних и задних кромок.

16. Узел бурового долота по п.15, в котором пара гидравлических нагнетательных сопел установлена продольно по отношению друг к другу.

17. Инструмент для увеличения ствола скважины, пробуренного в подземной формации, в котором ротационное приводное устройство опускается через пробуренную скважину к точке, в которой требуется расширение ствола скважины, отличающийся тем, что он включает в себя несколько удлиненных режущих лезвий, при этом в каждом из лезвий имеется несколько гидравлических нагнетательных каналов;

опорный корпус для лезвий, соединенный с приводным устройством и снабженный по меньшей мере одним нагнетательным отверстием, сообщающимся с гидравлическим нагнетательным каналом в приводном устройстве; и поворотный монтажный механизм, обеспечивающий соединение режущих лезвий с возможностью поворота с корпусом, благодаря которому обеспечивается сообщение между нагнетательным отверстием в корпусе и гидравлическими нагнетательными каналами в лезвии и в котором поворотный монтажный механизм включает первый поворотный элемент между лезвиями и второй поворотный элемент между лезвиями и корпусом, при этом первый и второй поворотные элементы расположены на общей поворот

- 6 008754 ной оси.

18. Инструмент по п.17, в котором вторые поворотные элементы представляют собой шаровые шарнирные соединения.

19. Инструмент по п.18, в котором гидравлическое отверстие в корпусе проходит через одно из шаровых шарнирных соединений и сообщается с гидравлическими нагнетательными каналами.

20. Инструмент по п.17, в котором пустотелый корпус имеет в целом цилиндрическую форму и заканчивается нижним раздвоенным концом, и пара режущих лезвий соединена с возможностью поворота между раздвоенными концами.

21. Инструмент по п.17, в котором поворотный монтажный механизм включает шаровые шарнирные соединения, обращенные друг к другу в торцевых участках, и указанные радиально идущие отверстия проходят через шаровые шарнирные соединения.

22. Инструмент по п.17, в котором пустотелый корпус имеет в целом цилиндрическую форму и снабжен промежуточным раздвоенным монтажным участком, и пара режущих лезвий соединена с возможностью поворота между раздвоенными монтажными участками.

23. Инструмент по п.22, в котором раздвоенные монтажные участки расположены между противоположными концами корпуса, и гидравлическое нагнетательное отверстие включает отверстие, идущее в целом по длине корпуса.

24. Инструмент по п.23, в котором корпус имеет противоположные соединительные концы, и гидравлическое нагнетательное отверстие проходит между противоположными концами корпуса.