RU144482U1

RU144482U1 - VANE EXPANDER

Info

Publication number: RU144482U1
Application number: RU2014111488/03U
Authority: RU
Inventors: Арсений Александрович Дронов; Анатолий Валерьевич Лозуков; Андрей Григорьевич Балута
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2014-08-20

Abstract

Расширитель лопастной, включающий корпус, лопасти, оснащенные PDC вооружением, отличающийся тем, что корпус снабжен приварным хвостовиком, а лопасти выполнены скругленной формы с проточками. Vane extender, comprising a casing, blades equipped with PDC weapons, characterized in that the casing is equipped with a welded shank, and the blades are made of rounded shape with grooves.

Description

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему инструменту для расширения скважин.The utility model relates to drilling equipment, namely to a rock cutting tool for expanding wells.

Известен расширитель, содержащий направляющую, корпус расширителя и хвостовик, корпус расширителя снабжен поводком, а по периферии направляющей расположены твердосплавные вставки, поводок имеет паз (патент на полезную модель №88726, E21B 7/28, оп. 20.11.2009).A known extender containing a guide, the extender body and the shank, the extender case is equipped with a lead, and carbide inserts are located on the periphery of the guide, the lead has a groove (utility model patent No. 88726, E21B 7/28, op. 20.11.2009).

Недостатком данного устройства является невысокая скорость расширения за счет прямолинейной формы породоразрушающей части, сложность изготовления, его сборки и реставрации. Кроме того, данный расширитель невозможно использовать с пилот-долотом для одновременного бурения с расширением.The disadvantage of this device is the low expansion rate due to the rectilinear shape of the rock-cutting part, the complexity of manufacturing, its assembly and restoration. In addition, this reamer cannot be used with a pilot bit for simultaneous expansion drilling.

Известен расширитель лопастной, включающий корпус, сменные лопасти, оснащенные PDC вооружением, сменные износостойкие гидравлические насадки (каталог продукции «Буринтех», 2013 г., стр. 39).Known blade extender, comprising a housing, interchangeable blades equipped with PDC weapons, replaceable wear-resistant hydraulic nozzles (product catalog "Burintech", 2013, p. 39).

Недостатком является сложность изготовления конструкции, высокая себестоимость изготовления расширителя за счет наличия большого количества операций по обработке. Также при одинаковом диапазоне расширения предлагаемого устройства и известного расширителя габариты первого меньше. Кроме того, известный расширитель подвержен вибрационным нагрузкам, возникающим в процессе расширения из-за наличия сменных лопастей.The disadvantage is the complexity of manufacturing the design, the high cost of manufacturing the expander due to the presence of a large number of processing operations. Also, with the same expansion range of the proposed device and the known expander, the dimensions of the first are smaller. In addition, the known expander is subject to vibrational stresses arising during the expansion process due to the presence of interchangeable blades.

Задача заключается в улучшении эксплуатационно-технических характеристик за счет модернизированной геометрии лопастей, снижении себестоимости изготовления расширителя, а также в увеличении ресурса работы расширителя.The task is to improve the operational and technical characteristics due to the modernized geometry of the blades, reducing the cost of manufacturing the expander, as well as to increase the service life of the expander.

Поставленная задача решается тем, что расширитель лопастной включает корпус, лопасти, оснащенные PDC вооружением, согласно полезной модели, корпус снабжен приварным хвостовиком, а лопасти выполнены скругленной формы с проточками.The problem is solved in that the blade extender includes a housing, blades equipped with PDC weapons, according to a utility model, the housing is equipped with a welded shank, and the blades are made rounded with grooves.

Скругленная форма породоразрушающих лопастей, а также проточки на них позволяют максимально облегчить вынос выбуренной породы, что, в свою очередь, увеличивает скорость проходки.The rounded shape of the rock-cutting blades, as well as the grooves on them, make it possible to facilitate the removal of cuttings, which, in turn, increases the speed of penetration.

Преимущество предлагаемого лопастного расширителя в сравнении с прототипом заключается в следующем:The advantage of the proposed blade expander in comparison with the prototype is as follows:

- снижается себестоимость изготовления расширителя за счет использования двух заготовок разных диаметров для корпуса и для хвостовика вместо одной заготовки большого диаметра;- reduces the cost of manufacturing the expander through the use of two blanks of different diameters for the body and for the shank instead of one blank of large diameter;

- возможность реставрации расширителя при повреждении ниппеля замковой резьбы или корпуса хвостовика путем замены хвостовика на новый;- the possibility of restoration of the expander in case of damage to the nipple of the locking thread or shank body by replacing the shank with a new one;

- упрощается процесс изготовления расширителя, а именно установки резцов на лопасти и токарной обработки лопастей за счет меньших габаритов корпуса.- simplifies the manufacturing process of the expander, namely the installation of cutters on the blades and turning of the blades due to the smaller dimensions of the housing.

- возможность изготовления хвостовика и корпуса из разных сплавов или из одного сплава, но с разными режимами термообработки, например, изготовление корпуса из более абразивностойкого сплава, а хвостовика из сплава, менее подверженного усталостному разрушению. В расширителях с цельной конструкцией такой возможности нет.- the possibility of manufacturing a shank and body from different alloys or from one alloy, but with different heat treatment modes, for example, manufacturing a body from a more abrasion-resistant alloy, and a shank from an alloy less susceptible to fatigue failure. In expanders with a solid design, this is not possible.

Устройство состоит из корпуса 1, на котором расположены лопасти 2, выполненные скругленной формы и оснащенные PDC вооружением, с нижней режущей частью 3 и верхней калибрирующей частью 4. Лопасти 2 снабжены проточками 5. На левом конце корпуса 1 выполнена замковая резьба 6 для крепления к расширителю лопастному пилот-долота или центратора (на рисунке не показаны), а на правом - метрическая резьба 7, с помощью которой заворачивается хвостовик 8, после чего он приваривается электродуговой сваркой под слоем флюса 9. На правом конце хвостовика 8 выполнена замковая резьба 10 для крепления расширителя лопастного к колонне бурильных труб.The device consists of a housing 1, on which there are blades 2 made rounded and equipped with PDC weapons, with a lower cutting part 3 and an upper calibrating part 4. The blades 2 are provided with grooves 5. A lock thread 6 is made on the left end of the housing 1 for attachment to the expander pilot blade or centralizer (not shown in the figure), and on the right - metric thread 7, with which the shank 8 is wrapped, after which it is welded by electric arc welding under a flux layer 9. At the right end of the shank 8, perform and tool joint thread 10 for attaching the expander vane to the drill string.

Работа устройства заключается в следующем.The operation of the device is as follows.

Согласно геотехническим условиям бурения скважины готовится устройство требуемой комплектации породоразрушающей части. Наиболее целесообразно использование расширителя лопастного в мягких породах и породах средней твердости. Расширитель лопастной крепится к бурильным трубам посредством замковой резьбы 6, после к расширителю лопастному с помощью замковой резьбы 10 крепится буровое долото либо центратор, затем вся компоновка транспортируется к месту расширения. По мере движения расширителя лопастного по скважине происходит сначала воздействие лопастей 2 на горную породу, за счет чего происходит ее разрушение, а после калибрующей части 4, обеспечивающей требуемый диаметр расширения. В процессе бурения сопротивление породы резанию, разрушению преодолевается за счет крутящего момента и осевой нагрузки, приложенных к устройству посредством верхнего привода либо забойного двигателя. Расширитель лопастной обеспечивает высокую скорость проходки за счет скругленной формы породоразрушающих лопастей 2, приближенной к форме лопасти долота, и проточек 5, улучшающих вынос выбуренной породы из зоны резания.According to the geotechnical conditions of well drilling, the device of the required complete set of the rock-cutting part is being prepared. The most appropriate use of the lobe extender in soft rocks and rocks of medium hardness. The blade extender is attached to the drill pipe by means of a locking thread 6, then a drill bit or centralizer is attached to the blade extender using a locking thread 10, then the entire assembly is transported to the expansion location. As the blade extender moves along the well, the blades 2 first act on the rock, due to which it is destroyed, and after the calibrating part 4, which provides the required expansion diameter. During drilling, the resistance of the rock to cutting, fracture is overcome due to the torque and axial load applied to the device by means of a top drive or a downhole motor. The blade extender provides a high penetration rate due to the rounded shape of the rock-cutting blades 2, close to the shape of the bit of the bit, and grooves 5, which improve the removal of cuttings from the cutting zone.

Увеличение ресурса работы расширителя лопастного достигается за счет возможности использования различных видов стали для корпуса и хвостовика, что позволяет добиться увеличенной износостойкости для породоразрушающего узла без ухудшения физико-механических свойств ниппельной части замкового соединения хвостовика. Помимо этого, сварная конструкция расширителя лопастного значительно упрощает и удешевляет процесс его реставрации, что также влияет на общий ресурс устройства и экономическую целесообразность многократного использования.An increase in the service life of the blade extender is achieved due to the possibility of using various types of steel for the body and the shank, which allows to achieve increased wear resistance for the rock cutting unit without compromising the physical and mechanical properties of the nipple part of the castle joint of the shank. In addition, the welded construction of the blade extender significantly simplifies and reduces the cost of the process of its restoration, which also affects the overall resource of the device and the economic feasibility of reuse.

Claims

Vane extender, comprising a casing, blades equipped with PDC weapons, characterized in that the casing is equipped with a welded shank, and the blades are made of rounded shape with grooves.