RU2481456C1

RU2481456C1 - Hydraulic calibrator

Info

Publication number: RU2481456C1
Application number: RU2011153563/03A
Authority: RU
Inventors: Виталий Анатольевич Ясашин; Дмитрий Юрьевич Сериков; Николай Митрофанович Панин; Виктор Михайлович Кононов; Николай Александрович Артемьев
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-05-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: hydraulic calibrator contains casing with rock-destroying tool, insert with axial channels connected to the casing and rod with footstep. Insert has mixing chamber with tangent channels for flushing fluid located below the working face end of rock-destroying tool and tank for abrasive material with axial channels at the bottom closed by valves in original position connected to the rod, note that the rod is spring-loaded, it has T-shaped form in front plane and is mounted with the possibility of axial movement and closing the axial channel of the casing by transverse part of the rod. Insert axial channels can be formed by bushes going through the tank for abrasive material and connecting casing cavity to mixing chamber cavity. Tank for abrasive material can be equipped with hollow bushes that connect casing cavity to mixing chamber.

EFFECT: increase of calibrator operation efficiency.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к калибраторам гидравлического типа.The invention relates to a rock cutting tool, namely to calibrators of the hydraulic type.

Известны калибраторы стенок скважин, включающие полый корпус и соединенный с ним рабочий орган в виде прямых или наклонных лопастей, армированных износостойким материалом (см. Масленников И.К. и Матвеев Г.И. Инструмент для бурения скважин. М.: Недра, 1981, с.300-301).Well-known calibrators of well walls, including a hollow body and a working body connected to it in the form of straight or inclined blades reinforced with wear-resistant material (see Maslennikov I.K. and Matveev G.I. Tool for drilling wells. M .: Nedra, 1981, p. 300-301).

Недостатком данного калибратора является низкая эффективность при калибровке интервалов скважин, расположенных выше зоны поглощения промывочной жидкости.The disadvantage of this calibrator is its low efficiency when calibrating the intervals of wells located above the absorption zone of the flushing fluid.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический калибратор, содержащий корпус с породоразрушающим инструментом, соединенную с корпусом вставку с осевыми каналами и стержень с пятой (см. сборник «Рацпредложения и изобретения, рекомендуемые к использованию на предприятиях черной металлургии», Черметинформация, 1981, №4(46).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a hydraulic calibrator containing a housing with a rock cutting tool, an insert with axial channels connected to the housing and a rod with a fifth (see the collection "Rational proposals and inventions recommended for use in the iron and steel industry", Chermetinformation 1981, No. 4 (46).

Недостатком данного калибратора является низкая эффективность его работы, особенно при разбуривании участков ствола скважины, пройденных по твердым породам. В первую очередь это связано с недостаточным использованием энергии подаваемой промывочной жидкости при калибровке участков ствола скважины, пройденного по твердым породам. В то же время при прохождении участков, сложенных слабыми породами, наблюдаются случаи размыва стенок скважины. Это приводит к дополнительным затратам и к различным осложнениям, особенно в случае необходимости цементации этого интервала ствола скважины.The disadvantage of this calibrator is the low efficiency of its work, especially when drilling sections of the wellbore, passed through hard rocks. This is primarily due to the insufficient use of the energy of the supplied flushing fluid when calibrating sections of the wellbore traversed through hard rocks. At the same time, during the passage of sections composed of weak rocks, there are cases of erosion of the walls of the well. This leads to additional costs and to various complications, especially if cementation of this interval of the wellbore is necessary.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы калибратора за счет увеличения кпд использования энергии прокачиваемой промывочной жидкости при одновременном предохранении стенок скважины, сложенных слабыми породами, от разрушения.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the calibrator by increasing the energy efficiency of the pumped wash fluid while protecting the walls of the well, composed of weak rocks, from destruction.

Поставленный технический результат достигается тем, что в гидравлическом калибраторе, содержащем корпус с породоразрушающим инструментом, соединенную с корпусом вставку с осевыми каналами и стержень с пятой, согласно изобретению вставка выполнена с камерой смешения с тангенциальными каналами для промывочной жидкости, расположенными ниже рабочего торца породоразрушающего инструмента, и емкостью для абразивного материала с осевыми каналами на дне, перекрытыми в исходном положении клапанами, соединенными со стержнем, при этом стержень подпружинен, имеет во фронтальной плоскости Т- образную форму и установлен с возможностью осевого перемещения и перекрытия осевого канала корпуса своей поперечной частью.The technical result achieved is achieved in that in a hydraulic calibrator comprising a housing with a rock cutting tool, an insert with axial channels and a rod with a fifth connected to the housing, according to the invention, the insert is made with a mixing chamber with tangential channels for washing liquid located below the working end of the rock cutting tool, and a container for abrasive material with axial channels at the bottom, valves blocked in the initial position, connected to the rod, while the rod spring-loaded, it is in a frontal plane T-shaped and is mounted for axial displacement and axial overlap of its transverse channel housing part.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:The achievement of the specified technical result also contributes to the fact that:

- осевые каналы вставки образованы полыми втулками, проходящими через емкость для абразивного материала и сообщающими полость корпуса с полостью камеры смешения;- the axial channels of the insert are formed by hollow bushings passing through the container for abrasive material and communicating the cavity of the housing with the cavity of the mixing chamber;

- тангенциальные каналы для промывочной жидкости оснащены сменными гидромониторными насадками.- tangential channels for flushing fluid are equipped with replaceable hydraulic nozzles.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид гидравлического калибратора в разрезе, на фиг.2, 3 - сечение А-А на фиг.1.The invention is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows a general sectional view of a hydraulic calibrator, in Figs. 2, 3 - section AA in Fig. 1.

Предложенный гидравлический калибратор содержит корпус 1 с породоразрушающим инструментом 2, соединенную с корпусом 1 вставку 3 с осевыми каналами 4 и стержень 5 с пятой 6. Вставка 3 включает емкость 7 для абразивного материала и камеру смешения 8. На дне емкости 7 расположены осевые каналы 9, перекрытые в исходном положении клапанами 10, соединенными со стержнем 5. Вставка 3 оснащена втулками 11, проходящими через емкость 7 и служащими для прохода промывочной жидкости. Стержень 5 имеет во фронтальной плоскости Т-образную форму, установлен с возможностью осевого перемещения и подпружинен цилиндрической пружиной 12. При этом поперечная часть 13 стержня 5, выполненная съемной, установлена с возможностью перекрытия осевого канала 14 корпуса 1, а вставка 3 в нижней части выполнена с тангенциальными каналами 15 для подачи промывочной жидкости, подаваемой с поверхности через бурильную колонну, корпус 1 и полые втулки 11. Тангенциальные каналы 15 для промывочной жидкости оснащены сменными гидромониторными насадками 16. Тип породоразрушающего инструмента и абразивного материала выбирается в зависимости от физико-механических пород, слагающих разбуриваемый участок скважины.The proposed hydraulic calibrator comprises a housing 1 with a rock cutting tool 2, an insert 3 with axial channels 4 and a rod 5 with a fifth 6 connected to the housing 1. Insert 3 includes a container 7 for abrasive material and a mixing chamber 8. At the bottom of the container 7 there are axial channels 9, blocked in the initial position by valves 10 connected to the rod 5. The insert 3 is equipped with bushings 11 passing through the tank 7 and serving to pass the flushing fluid. The rod 5 has a T-shape in the frontal plane, is mounted with the possibility of axial movement and is spring loaded with a coil spring 12. The transverse part 13 of the rod 5, made removable, is installed with the possibility of overlapping the axial channel 14 of the housing 1, and the insert 3 in the lower part is made with tangential channels 15 for supplying flushing fluid supplied from the surface through the drill string, body 1 and hollow bushings 11. Tangential channels 15 for flushing fluid are equipped with replaceable hydraulic monitor nozzles 1 6. The type of rock cutting tool and abrasive material is selected depending on the physico-mechanical rocks that make up the drilled section of the well.

Принцип работы гидравлического калибратора заключается в следующем. В процессе разбуривания зауженных участков, расположенных выше зон поглощения, уступы на стенках скважины разрушаются породоразрушающим инструментом 2 и абразивным материалом, который подается в камеру смешения 8 и оттуда через тангенциальные каналы 15 на стенки скважины. Поступление абразивного материала 7 в камеру смешения 8 осуществляется после подачи промывочной жидкости и открытия вследствие этого осевых каналов 9, перекрытых в исходном положении клапанами 10. После подачи промывочной жидкости пружина 12 сжимается, а стержень 5 опускается и открывает каналы 9. Затем смесь абразивного материала и промывочной жидкости по тангенциальным каналам 15 направляется на стенки скважины и осуществляет механическое и гидравлическое воздействие на уступы, образующиеся при бурении по твердым породам. Причем указанная смесь подается по касательной к стенкам скважины, что позволяет исключить бесконтрольное расширение стенок скважины и образование каверн и одновременно увеличивает время контакта подаваемой смеси абразивного материала и жидкости с породой.The principle of operation of the hydraulic calibrator is as follows. In the process of drilling narrowed sections located above the absorption zones, the ledges on the walls of the well are destroyed by the rock cutting tool 2 and abrasive material, which is fed into the mixing chamber 8 and from there through the tangential channels 15 to the walls of the well. The abrasive material 7 enters the mixing chamber 8 after the flushing fluid is supplied and, as a result, the axial channels 9 are closed by the valves 10 in the initial position. After the flushing fluid has been supplied, the spring 12 is compressed, and the rod 5 is lowered and opens the channels 9. Then the mixture of abrasive material and the flushing fluid through the tangential channels 15 is directed to the walls of the borehole and carries out mechanical and hydraulic effects on the ledges formed during drilling on solid rocks. Moreover, this mixture is fed tangentially to the walls of the well, which eliminates the uncontrolled expansion of the walls of the well and the formation of cavities and at the same time increases the contact time of the supplied mixture of abrasive material and liquid with the rock.

Все это повышает эффективность работы калибратора.All this increases the efficiency of the calibrator.

Claims

1. A hydraulic calibrator comprising a housing with a rock cutting tool, an insert connected to the housing with axial channels and a rod with a fifth, characterized in that the insert is made with a mixing chamber with tangential channels for flushing fluid located below the working end of the rock cutting tool and a container for abrasive material with axial channels at the bottom, valves blocked in the initial position, connected to the rod, while the rod is spring-loaded, has a T-shaped in the frontal plane and the yoke is mounted for axial displacement and axial overlap of the channel body transverse portion of the rod.

2. The hydraulic calibrator according to claim 1, characterized in that the axial channels of the insert are formed by hollow bushings passing through the container for abrasive material and communicating the cavity of the housing with the cavity of the mixing chamber.

3. The hydraulic calibrator according to claim 1, characterized in that the container for abrasive material is equipped with hollow bushings communicating the cavity of the housing with the mixing chamber.