RU2720628C1 - Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин - Google Patents

Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин Download PDF

Info

Publication number
RU2720628C1
RU2720628C1 RU2019105928A RU2019105928A RU2720628C1 RU 2720628 C1 RU2720628 C1 RU 2720628C1 RU 2019105928 A RU2019105928 A RU 2019105928A RU 2019105928 A RU2019105928 A RU 2019105928A RU 2720628 C1 RU2720628 C1 RU 2720628C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
pusher
dies
inclined surfaces
annular piston
Prior art date
Application number
RU2019105928A
Other languages
English (en)
Inventor
Альберт Салаватович Ягафаров
Анатолий Вениаминович Киршин
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2019105928A priority Critical patent/RU2720628C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2720628C1 publication Critical patent/RU2720628C1/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/26Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
    • E21B10/32Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважины в заданном интервале. Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин содержит корпус, оснащенный верхним и нижним ограничителями и размещенным в нем штоком с образованием камеры, кольцевой поршень с толкателем, размещенный в камере, лапы с резцами, снабженные снизу фасками и выполненные с возможностью взаимодействия с соответствующими наклонными поверхностями корпуса и толкателя кольцевого поршня и ограниченного радиального перемещения наружу. Лапы выполнены в виде плашек с наклонными поверхностями на верхнем и нижнем торцах. В верхней части корпуса установлен подпружиненный вниз кольцевой толкатель, имеющий наклонную поверхность, взаимодействующую с наклонными поверхностями, расположенными на верхнем торце плашек. Толкатель кольцевого поршня выполнен подвижным и подпружиненным снизу вверх относительно кольцевого поршня и снабжен наклонной поверхностью, взаимодействующей с наклонными поверхностями плашек на нижнем торце и удерживающей плашки в транспортном положении. Ниже нижнего ограничителя в промывочных отверстиях корпуса установлены гидромониторные насадки. За рядом резцов плашки снабжены твердосплавными вставками. Верхний ограничитель соединен с корпусом левой резьбой. Обеспечивается надежность и долговечность конструкции. 2 ил.

Description

Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважины в заданном интервале.
Известен расширитель скважин (патент РФ №2172385, МПК Е21В 7/28, опубл. 20.08.2001 г., бюл. №23), содержащий корпус с наклонными пазами и размещенным в нем штоком, поршень, взаимодействующий со штоком, и закрепленные в наклонных пазах корпуса лапы с цапфами, на которых установлены шарошки с зубками, при этом лапы снабжены опорами, соединенными посредством тяг с поршнем и имеющими отверстия, в которых расположены свободные концы цапф лап, а поршень выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса. Кроме этого, зубки на каждой из шарошек размещены с различным шагом, а тяги поршня выполнены двухзвенными и соединены с опорами лап шарнирно.
Недостатками данного расширителя являются:
- отсутствие стопорного элемента, удерживающего лапы с шарошками в транспортном положении при спуске расширителя в скважину до заданного интервала, и, как следствие, возможность зацепа лап и шарошек за породу, слом тяг, слом зубков, заклинивание расширителя;
- недолговечность инструмента, связанная с низким ресурсом шарошек, ненадежной и многоэлементной конструкцией узлов выдвижения лап с шарошками в рабочее положение, а также отсутствием полноценной промывки в зоне разрушения породы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является расширитель скважин (патент РФ №2445431, МПК Е21В 7/28, опубл. 20.03.2012 г., бюл. №8), содержащий корпус с наклонными поверхностями и размещенным в нем штоком с образованием камеры, кольцевой поршень с толкателем, размещенный в камере, лапы, выполненные с возможностью взаимодействия с соответствующими наклонными поверхностями корпуса и толкателя поршня и ограниченного радиального перемещения наружу, при этом толкатель поршня выполнен в виде многогранной призмы, размещенной сверху поршня, а лапа снизу снабжена фаской под соответствующую грань призмы поршня, причем корпус оснащен верхним и нижним ограничителями, выполненными с возможностью взаимодействия соответственно с верхним и нижним концами лап для ограничения при их радиальном перемещении наружу.
Недостатками данной конструкции расширителя являются:
- ненадежность стопорного элемента, выполненного в виде Г-образной пружины, удерживающей лапы в транспортном положении при спуске расширителя в скважину до заданного интервала, и, как следствие, возможность зацепа лап с породоразрушающими элементами за породу, слом породоразрушающих элементов, заклинивание расширителя;
- недолговечность породоразрушающих элементов, связанная с их перегревом из-за отсутствия подачи промывочной жидкости непосредственно в зону породоразрушающих элементов при разрушении породы.
Технической задачей предлагаемого устройства является создание надежной и долговечной конструкции расширителя за счет фиксации лап в транспортном положении, а также оснащения лап дополнительными твердосплавными вставками и обеспечения подачи промывочной жидкости непосредственно в зону породоразрушающих элементов при разрушении породы, позволяющей обеспечить ствол скважины строго необходимого диаметра при одновременном бурении и расширении интервала скважины.
Техническая задача решается расширителем для одновременного бурения и расширения скважин, содержащим корпус, оснащенный верхним и нижним ограничителями и размещенным в нем штоком с образованием камеры, кольцевой поршень с толкателем, размещенный в камере, лапы с резцами, снабженные снизу фасками и выполненные с возможностью взаимодействия с соответствующими наклонными поверхностями корпуса и толкателя кольцевого поршня и ограниченного радиального перемещения наружу.
Новым является то, что лапы выполнены в виде плашек с наклонными поверхностями на верхнем и нижнем торцах, при этом в верхней части корпуса установлен подпружиненный вниз кольцевой толкатель, имеющий наклонную поверхность, взаимодействующую с наклонными поверхностями, расположенными на верхнем торце плашек, при этом толкатель кольцевого поршня выполнен подвижным и подпружиненным снизу вверх относительно кольцевого поршня и снабжен наклонной поверхностью, взаимодействующей с наклонными поверхностями плашек на нижнем торце и удерживающей плашки в транспортном положении, ниже нижнего ограничителя в промывочных отверстиях корпуса установлены гидромониторные насадки, за рядом резцов плашки снабжены твердосплавными вставками, а верхний ограничитель соединен с корпусом левой резьбой.
На фиг. 1 показан расширитель в транспортном положении, продольный разрез; на фиг. 2 в рабочем положении, продольный разрез.
Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин (фиг. 1) содержит корпус 1, оснащенный верхним 2 и нижним 3 ограничителями, размещенный в нем шток 4 с образованием камеры 5, кольцевой поршень 6 с толкателем 7, размещенный в камере 5, лапы с резцами, снабженные снизу фасками 8 и выполненные с возможностью взаимодействия с соответствующими наклонными поверхностями 9 и 10 корпуса 1 и толкателя 7 кольцевого поршня 6 и ограниченного радиального перемещения наружу. Лапы выполнены в виде плашек 11 с наклонными поверхностями 12 и 13 на верхнем 14 и нижнем торце 15 соответственно. В верхней части корпуса 1 установлен подпружиненный вниз кольцевой толкатель 16, имеющий наклонную поверхность 17, взаимодействующую с наклонными поверхностями 12, расположенными на верхнем торце 14 плашек 11. При этом толкатель 7 кольцевого поршня 6 выполнен подвижным и подпружиненным снизу вверх относительно кольцевого поршня 6 и снабжен наклонной поверхностью 18, взаимодействующей с наклонными поверхностями 13 плашек 11 на нижнем торце 15 и удерживающей плашки 11 в транспортном положении. Ниже нижнего ограничителя 3 в промывочных отверстиях 19 корпуса 1 установлены гидромониторные насадки 20. За рядом резцов 21 на плашках 11 расположены твердосплавные вставки 22. Верхний ограничитель 2 соединен с корпусом 1 левой резьбой.
В верхней и нижней частях корпуса 1 расширителя имеются присоединительные резьбы 23 и 24 для соединения с колонной бурильных труб (на фиг. не показаны) и долота 25 соответственно.
Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин работает следующим образом.
С помощью резьбы 23 (фиг. 1), расположенной в верхней части корпуса 1, расширитель присоединяют к колонне бурильных труб, а на резьбу 24 наворачивают долото 25 и спускают в скважину. При этом плашки 11 находятся в транспортном положении, а от непроизвольного выхода в рабочее положение и зацепа о породу, зафиксированы при помощи подпружиненного вниз кольцевого толкателя 16 и толкателя 7, размещенного в камере 5 корпуса 1. Наклонная поверхность 12, расположенная в верхнем торце 14 плашек 11, при этом удерживается наклонной поверхностью 17 кольцевого толкателя 16, подпружиненного вниз. А наклонная поверхность 13, расположенная в нижнем торце 15 плашки 11, удерживается наклонной поверхностью 18 толкателя 7, подпружиненного снизу вверх.
На заданной глубине скважины колонну бурильных труб начинают вращать с одновременной подачей в нее промывочной жидкости (бурового раствора). За счет насадок на долоте 25 (на фиг. не показано), которое соединено с расширителем с помощью резьбы 24 корпуса 1, в камере 5, образованной штоком 4 корпуса 1, создается перепад гидравлического давления. При этом кольцевой поршень 6 (фиг. 2), расположенный в камере 5 с толкателем 7, начинает перемещаться вверх относительно штока 4. Наклонная поверхность 10 кольцевого поршня 6 скользит по фаскам 8 плашек 11, и происходит их одновременное радиальное выдвижение и перемещение вверх. Фаска 8, расположенная в верхней части плашек 11, контактирует при этом с наклонной поверхностью 9 корпуса 1. Перемещение плашек 11 происходит до контакта с верхним 2 и нижним 3 ограничителями корпуса 1. Таким образом плашки 11 выходят из транспортного положения в рабочее. При перемещении кольцевого поршня 6 в крайнее верхнее положение происходит сообщение камеры 5 с промывочными отверстиями 19 и установленными в них гидромониторными насадками 20. Далее начинают одновременное бурение и расширение скважины. Твердосплавные вставки 22, расположенные на плашках 11 за рядом резцов 21, начинают скалывать горную породу, а резцы 21 срезают и подчищают ее. Гидромониторные насадки 20 расположены таким образом, чтобы струя промывочной жидкости была направлена на резцы 21 и вставки 22 плашек 11 для их очищения и охлаждения в процессе работы. Для исключения самопроизвольного отворота ограничителя 2 в процессе работы он соединяется с корпусом 1 посредством левой резьбы.
После окончания расширения скважины нагнетание промывочной жидкости прекращают и расширитель извлекают. При этом плашки 11 под действием подпружиненного кольцевого толкателя 16 перемещаются вниз и одновременно радиально внутрь корпуса 1. Кольцевой поршень 6 с толкателем 7 также перемещаются вниз, пока плашки 11 не займут транспортное положение.
Предлагаемая конструкция устройства является надежной и долговечной за счет фиксации плашек в транспортном положении, а также оснащения плашек дополнительными твердосплавными вставками и обеспечения подачи промывочной жидкости непосредственно в зону породоразрушающих элементов при разрушении породы, позволяющей обеспечить ствол скважины строго необходимого диаметра при одновременном бурении и расширении интервала скважины.

Claims (1)

  1. Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин, содержащий корпус, оснащённый верхним и нижним ограничителями и размещенным в нем штоком с образованием камеры, кольцевой поршень с толкателем, размещенный в камере, лапы с резцами, снабженные снизу фасками и выполненные с возможностью взаимодействия с соответствующими наклонными поверхностями корпуса и толкателя кольцевого поршня и ограниченного радиального перемещения наружу, отличающийся тем, что лапы выполнены в виде плашек с наклонными поверхностями на верхнем и нижнем торцах, при этом в верхней части корпуса установлен подпружиненный вниз кольцевой толкатель, имеющий наклонную поверхность, взаимодействующую с наклонными поверхностями, расположенными на верхнем торце плашек, при этом толкатель кольцевого поршня выполнен подвижным и подпружиненным снизу вверх относительно кольцевого поршня и снабжен наклонной поверхностью, взаимодействующей с наклонными поверхностями плашек на нижнем торце и удерживающей плашки в транспортном положении, ниже нижнего ограничителя в промывочных отверстиях корпуса установлены гидромониторные насадки, за рядом резцов плашки снабжены твердосплавными вставками, а верхний ограничитель соединен с корпусом левой резьбой.
RU2019105928A 2019-03-01 2019-03-01 Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин RU2720628C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105928A RU2720628C1 (ru) 2019-03-01 2019-03-01 Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105928A RU2720628C1 (ru) 2019-03-01 2019-03-01 Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2720628C1 true RU2720628C1 (ru) 2020-05-12

Family

ID=70735104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019105928A RU2720628C1 (ru) 2019-03-01 2019-03-01 Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2720628C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU211044U1 (ru) * 2021-12-03 2022-05-18 Общество с ограниченной ответственностью "Перекрыватель" Расширитель ствола скважин под профильный перекрыватель

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2427052A (en) * 1944-06-17 1947-09-09 Grant Oil Tool Company Oil well tool
US7451836B2 (en) * 2001-08-08 2008-11-18 Smith International, Inc. Advanced expandable reaming tool
RU2445431C1 (ru) * 2010-08-27 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
US20130168076A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 Baker Hughes Incorporated Milling Tool
CN104747082A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 中国石油化工集团公司 一种水力扩张式随钻扩眼器
FR3022290A1 (fr) * 2014-06-16 2015-12-18 Drillstar Ind Outil extensible pour un forage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2427052A (en) * 1944-06-17 1947-09-09 Grant Oil Tool Company Oil well tool
US7451836B2 (en) * 2001-08-08 2008-11-18 Smith International, Inc. Advanced expandable reaming tool
RU2445431C1 (ru) * 2010-08-27 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Расширитель скважин
US20130168076A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 Baker Hughes Incorporated Milling Tool
CN104747082A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 中国石油化工集团公司 一种水力扩张式随钻扩眼器
FR3022290A1 (fr) * 2014-06-16 2015-12-18 Drillstar Ind Outil extensible pour un forage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU211044U1 (ru) * 2021-12-03 2022-05-18 Общество с ограниченной ответственностью "Перекрыватель" Расширитель ствола скважин под профильный перекрыватель

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11174707B2 (en) Downhole cleaning apparatus
CA2003434C (en) Downhole chemical cutting tool
RU2418147C1 (ru) Калибратор ствола скважины раздвижной
GB2410275A (en) A method of running an expandable tubular in a wellbore
EA007829B1 (ru) Буровое долото и способ использования
MX2013008464A (es) Elemento cortante de tubos de multiples ciclos y metodos relacionados.
RU2550119C1 (ru) Гидроударное устройство
RU2720628C1 (ru) Расширитель для одновременного бурения и расширения скважин
US3489211A (en) Method and apparatus for parting subsurface well casing from floating drilling vessels
RU2445431C1 (ru) Расширитель скважин
CN105625972B (zh) 一种变径式通径规
RU184050U1 (ru) Насадка гидромониторная
RU2578135C1 (ru) Расширитель скважин
RU138113U1 (ru) Долото с раздвигающимися лопастями
RU2117747C1 (ru) Расширитель скважин
RU2612166C1 (ru) Расширитель
RU2455467C1 (ru) Способ перфорации скважины
RU2633596C1 (ru) Комплексный гидроклиновый перфоратор (варианты)
RU2483192C1 (ru) Разбуриваемый пакер
RU211044U1 (ru) Расширитель ствола скважин под профильный перекрыватель
RU2663856C1 (ru) Соединительный узел бурового инструмента с обсадной колонной
RU63840U1 (ru) Расширитель скважин
RU64255U1 (ru) Расширитель скважин
RU83533U1 (ru) Расширитель скважин
RU2473788C1 (ru) Способ перфорации скважины