RU2482256C1

RU2482256C1 - Bit for drilling of wells in highly gas bearing beds

Info

Publication number: RU2482256C1
Application number: RU2012102488/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин; Виктор Михайлович Кононов; Александр Никитович Панкратенко; Дмитрий Сергеевич Ситников
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2013-05-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: bit for drilling of wells in highly gas bearing beds comprises a body with flushing channels and a stop element with blades installed in its cavity by means of a vertically fixed pin. The internal side and end surfaces of the stop element are equipped with accordingly circular and disc permanent magnets, and the upper part of the pin - with response circular and disc permanent magnets, at the same time circular and disc magnets of the stop element and the pin face each other with identical poles.

EFFECT: improved reliability of stop element actuation and increased efficiency of bit operation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами.The invention relates to a rock cutting tool used when drilling wells in formations with a high gas content, where the drilling process is often accompanied by microblows.

Известна коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус и запорный орган, установленный в полости корпуса (см. авт.св. СССР №316846, кл. E21В 10/36, 1971 г.).A well-known crown for drilling wells in high-gas strata containing a body and a locking element installed in the cavity of the body (see ed. St. USSR No. 316884, class E21B 10/36, 1971).

К недостаткам данной коронки следует отнести невозможность предотвращения заклинивания начального участка бурового става при микровыбросах.The disadvantages of this crown include the impossibility of preventing jamming of the initial section of the drill string during microblows.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями (см. авт.св. СССР №451832, кл. Е21В 10/00, 1975 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a crown for drilling wells in high-gas-bearing formations, containing a body with flushing channels and a locking body with blades installed in its cavity by means of a vertically fixed pin (see ed. St. USSR No. 451832, class Е21В 10 / 00, 1975).

Недостатком данной коронки является малая надежность срабатывания запорного узла при микровыбросах из-за большой вероятности его заклинивания на штифте. Объясняется это тем, что запорный орган устанавливается на штифте с зазором и при эксцентричной нагрузке от давления выбросами газа велика вероятность перекоса его относительно штифта. Этому способствует и попадание угольной пыли в зазор между запорным органом и штифтом. Все это снижает эффективность работы коронки.The disadvantage of this crown is the low reliability of operation of the locking unit during microblows due to the high probability of its jamming on the pin. This is explained by the fact that the locking element is mounted on the pin with a gap, and with an eccentric pressure load, gas emissions are likely to distort it relative to the pin. This contributes to the ingress of coal dust into the gap between the locking member and the pin. All this reduces the efficiency of the crown.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности срабатывания запорного органа и, как следствие этого, повышение эффективности работы коронки.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the reliability of operation of the locking element and, as a result of this, increase the efficiency of the crown.

Указанный технический результат достигается тем, что в коронке для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащей корпус с промывочными каналами и установленный в его полости посредством вертикально закрепленного штифта запорный орган с лопастями, согласно изобретению внутренние боковая и торцевая поверхности запорного органа снабжены соответственно кольцевым и дисковым постоянными магнитами, а верхняя часть штифта - ответными кольцевым и дисковым постоянными магнитами, при этом кольцевые и дисковые магниты запорного органа и штифта обращены один к другому одноименными полюсами.The specified technical result is achieved by the fact that in the crown for drilling wells in high-gas strata containing a housing with flushing channels and installed in its cavity by means of a vertically fixed pin locking member with blades, according to the invention, the inner side and end surfaces of the locking member are provided with annular and disk constants, respectively magnets, and the upper part of the pin is reciprocal ring and disk permanent magnets, while the ring and disk magnets of the locking element and the pins face each other with the same poles.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена коронка в исходном (транспортом) положении.The invention is illustrated by the drawing, which shows the crown in its original (transport) position.

Буровая коронка содержит корпус 1 с промывочным каналом 2, породоразрушающими элементами 3 и установленный в полости корпуса 1 запорный орган 6 с лопастями 4 в его верхней части. Породоразрушающие элементы 3 выбираются в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород и могут быть выполнены как в виде твердосплавных пластин, так и в виде синтетических алмазных вставок. Запорный орган 6 установлен в полости корпуса 1 коронки посредством вертикального штифта 5, который закреплен в глухом пазу корпуса 1. Запорный орган 6 и штифт 5 оснащены дисковыми 7 и цилиндрическими 8 и 9 постоянными магнитами. Магниты 5 установлены на обращенных один к другому торцах запорного органа 6 и верхнего торца штифта 5, а магниты 8 и 9 соответственно на внутренней боковой поверхности запорного органа 6 и наружной поверхности штифта 5, причем и дисковые магниты 7, и кольцевые магниты 8 и 9 ориентированы одноименными полюсами навстречу друг к другу. При такой схеме установки исключается заклинивание запорного органа 6 на штифте 5, т.к. постоянные дисковые магниты 7 и кольцевые магниты 8-9 отталкиваются один от другого как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Это обеспечивает свободное перемещение запорного органа 6 относительно штифта 5 благодаря автоматической регулировке осевого и радиального зазоров и при встрече пластов, склонных к микровыбросам, запорный орган 6 гарантированно перекроет осевой канал 10 бурового става 11, на котором буровая коронка опускается на забой скважины.The drill bit includes a housing 1 with a flushing channel 2, rock cutting elements 3 and a locking member 6 with blades 4 in its upper part mounted in the cavity of the housing 1. The rock-breaking elements 3 are selected depending on the physicomechanical properties of the drilled rocks and can be made both in the form of carbide inserts and in the form of synthetic diamond inserts. The locking member 6 is installed in the cavity of the crown housing 1 by means of a vertical pin 5, which is fixed in the blind groove of the housing 1. The locking member 6 and the pin 5 are equipped with disk 7 and cylindrical 8 and 9 permanent magnets. The magnets 5 are mounted on the ends of the locking member 6 and the upper end of the pin 5 facing one another, and the magnets 8 and 9, respectively, on the inner side surface of the locking member 6 and the outer surface of the pin 5, both the disc magnets 7 and the ring magnets 8 and 9 are oriented with the same poles towards each other. With this installation scheme, jamming of the locking element 6 on the pin 5 is excluded. Permanent disk magnets 7 and ring magnets 8-9 are repelled from one another in both vertical and horizontal planes. This ensures the free movement of the locking element 6 relative to the pin 5 due to automatic adjustment of the axial and radial clearances and when the layers are prone to micro-outbursts, the locking element 6 is guaranteed to block the axial channel 10 of the drill stand 11, on which the drill bit is lowered to the bottom of the well.

В процессе бурения под давлением промывочной жидкости запорный орган 6, преодолевая сопротивление дисковых магнитов 7, опускается вниз и открывает кольцевой канал между корпусом 1 буровой коронки и запорным органом 6, обеспечивая нормальный процесс бурения. В момент микровыброса запорный орган 6 под действием давления газа и дисковых магнитов 7 поднимается вверх и перекрывает канал 10 полости бурового става 11, предотвращая заштыбовку полости бурового става.In the process of drilling under pressure of washing fluid, the shutoff member 6, overcoming the resistance of the disc magnets 7, goes down and opens the annular channel between the drill bit body 1 and the shutoff member 6, ensuring a normal drilling process. At the time of micro-ejection, the shut-off member 6, under the action of gas pressure and disk magnets 7, rises up and closes the channel 10 of the cavity of the drill stand 11, preventing the filling of the cavity of the drill stand.

Применение предложенной коронки повышает эффективность ее работы благодаря надежной работе запорного органа.The use of the proposed crown increases the efficiency of its work due to the reliable operation of the locking element.

Claims

A crown for drilling wells in high-gas formations, comprising a housing with flushing channels and a locking body with blades mounted in its cavity by means of a vertically fixed pin, characterized in that the inner side and end surfaces of the locking body are provided with annular and circular permanent magnets, respectively, and the upper part of the pin reciprocal ring and disk permanent magnets, while the ring and disk magnets of the locking member and pin face one another with the same poles .