RU2779682C1 - Casing reamer bit - Google Patents
Casing reamer bit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779682C1 RU2779682C1 RU2022105013A RU2022105013A RU2779682C1 RU 2779682 C1 RU2779682 C1 RU 2779682C1 RU 2022105013 A RU2022105013 A RU 2022105013A RU 2022105013 A RU2022105013 A RU 2022105013A RU 2779682 C1 RU2779682 C1 RU 2779682C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coupling
- drilling
- cutting
- inner part
- rock
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000001808 coupling Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 2
- 210000004283 Incisor Anatomy 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважины с одновременным бурением на обсадной колонне в заданном интервале.The invention relates to drilling equipment for the oil and gas industry, in particular to devices for increasing the diameter of a well with simultaneous drilling on a casing string in a given interval.
Известен скважинный расширитель (патент №189648, МПК Е21В 7/28, Е21В 10/26, опубл. 29.05.2019 г., бюл. №16), включающий долото с основными резцами, корпус, соединенный с колонной буровых труб, породоразрушающие органы - подвижные резцы, зафиксированные в нижнем - транспортном состоянии срезными элементами и выполненные с возможностью перемещения по направляющим, которые выполнены расходящимися снизу-вверх от оси расширителя. Корпус жестко соединен с долотом, а направляющие размещены между основными резцами. Диаметр описанной окружности и нижние режущие кромки подвижных резцов в транспортном положении соответственно меньше диаметра описанной окружности и ниже режущих кромок основных резцов.A well expander is known (patent No. 189648, IPC
Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:
- невозможность применения расширителя в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах, так как бурильная колонна располагается на стенке скважины, как следствие, осевое усилие не доходит для среза срезных элементов;- the impossibility of using the expander in directional and horizontal wells, since the drill string is located on the wall of the well, as a result, the axial force does not reach the shear elements;
- ненадежная конструкция расширителя, так как существует возможность выпадения подвижных резцов из-за разрушения крепежных элементов, удерживающих подвижные резцы;- unreliable design of the expander, as there is a possibility of falling out of the movable cutters due to the destruction of the fasteners holding the movable cutters;
- при расширении в кавернозных участках не обеспечивается необходимый диаметр, так как подвижные резцы занимают рабочее положение только при контакте с забоем скважины;- when expanding in the cavernous areas, the required diameter is not provided, since the movable cutters occupy their working position only when in contact with the bottom of the well;
- невозможность применения расширителя для одновременнного бурения и расширения на обсадной колонне, так как диапазон раскрытия расширителя не обеспечивает нужного диаметра расширения.- the impossibility of using the expander for simultaneous drilling and expansion on the casing string, since the expansion range of the expander does not provide the required expansion diameter.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является скважинный расширитель (патент №2315849, МПК Е21В 7/28, Е21В 10/26, опубл. 27.01.2008 г., бюл. № 3), включающий пилот-долото, корпус, подвижно установленную на корпусе соединительную муфту, размещенные в опорных окнах соединительной муфты и боковых пазах корпуса с направляющими породоразрушающие органы. Корпус выполнен в качестве ведущего хвостовика, а соединительная муфта соединена жестко с пилот-долотом и подвешена посредством переводника к корпусу, боковые пазы корпуса с направляющими зацеплены с породоразрушающими органами нижней частью в транспортном положении расширителя. Корпус и соединительная муфта выполнены с посадочными участками для сопряжения в рабочем положении расширителя. Породоразрушающие органы выполнены с калибрующей и конической режущей частями, угол конусности равен углу наклона боковых пазов корпуса с направляющими.The closest in technical essence and the achieved result is a downhole expander (patent No. 2315849, IPC E21B 7/28, E21B 10/26, publ. on the body of the coupling, placed in the supporting windows of the coupling and the side grooves of the body with guide rock-cutting bodies. The body is made as a leading liner, and the coupling is rigidly connected to the pilot bit and suspended by means of a sub to the body, the side grooves of the body with guides are engaged with the rock-cutting bodies by the lower part in the transport position of the expander. The housing and the coupling are made with seating areas for mating in the working position of the expander. Rock cutting tools are made with calibrating and conical cutting parts, the taper angle is equal to the angle of inclination of the side grooves of the body with guides.
Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:
- низкий ресурс устройства из-за разрушения боковых пазов корпуса с направляющими и направляющих породоразрушающих элементов при приложении нагрузок, возникающих в процессе бурения, так как корпус имеет возможность вращаться относительно соединительной муфты;- low resource of the device due to the destruction of the side grooves of the body with guides and guide rock-cutting elements when applying loads that occur during drilling, since the body has the ability to rotate relative to the coupling;
- деформация опорных окон соединительной муфты, при приложении нагрузок, возникающих в процессе бурения и расширения скважины, так как она выполнена в виде трубы с малой контактной поверхностью с породоразрушающими органами;- deformation of the supporting windows of the coupling, when applying loads arising in the process of drilling and expanding the well, since it is made in the form of a pipe with a small contact surface with rock-cutting bodies;
- при бурении и расширении в кавернозных участках не обеспечивается необходимый диаметр, так как подвижные резцы занимают рабочее положение только при контакте с забоем скважины;- when drilling and expanding in cavernous areas, the required diameter is not provided, since the movable cutters take up their working position only when they come into contact with the bottom of the well;
- коническая рабочая часть лопастей приводит к высокому крутящему моменту, подклинкам и вибрациям при работе;- the conical working part of the blades leads to a high torque, blades and vibrations during operation;
- из-за того, что корпус и соединительная муфта выполнены с посадочными участками для сопряжения только в рабочем положении расширителя, в транспортном положении и при спускоподъемных операциях не герметизируется внутренняя часть пазов, происходит их зашламовывание;- due to the fact that the housing and the coupling are made with landing areas for mating only in the working position of the expander, in the transport position and during tripping operations, the inner part of the grooves is not sealed, they are sludged;
- шарошечное пилот-долото значительно снижает механическую скорость при одновременном бурении и расширении скважины.- cone pilot bit significantly reduces the mechanical speed while drilling and reaming the hole.
Техническими задачами предлагаемого устройства являются создание надежной, долговечной конструкции долота-расширителя для бурения на обсадной колонне с необходимым ресурсом при нагрузках, возникающих во время одновременного бурения и расширения скважины с необходимой механической скоростью, обеспечение калиброванного диаметра ствола скважины, а также исключение подклинок и шламования внутренней полости устройства.The technical objectives of the proposed device are to create a reliable, durable design of a reaming bit for casing drilling with the necessary resource under loads that occur during simultaneous drilling and reaming of the well at the required mechanical speed, ensuring a calibrated diameter of the wellbore, as well as eliminating the sub-blade and sludge of the internal cavity of the device.
Технические задачи решаются долотом-расширителем для бурения на обсадной колонне, включающим корпус, муфту, подвижно установленную на корпусе, породоразрушающие элементы с калибрующей и режущей частями размещены в опорных окнах муфты и боковых пазах корпуса с направляющими, муфта снизу жестко соединена с пилот-долотом. Technical problems are solved with a reaming bit for casing drilling, including a body, a sleeve movably mounted on the body, rock-cutting elements with calibrating and cutting parts are placed in the support windows of the sleeve and side grooves of the body with guides, the sleeve is rigidly connected to the pilot bit from below.
Новым является то, что верхняя часть корпуса выполнена овальной в сечении, взаимодействующей с овальным отверстием заглушки муфты, образующей с верхней частью корпуса и внутренней частью муфты гидрокамеру, соединенную с центральным каналом корпуса отверстием, при этом корпус выше боковых пазов с направляющими выполнен в виде поршня и установлен герметично относительно внутренней части муфты, а внутренняя часть муфты в месте опорных окон выполнена конической, режущая часть породоразрушающих элементов выполнена с изгибом наружной поверхности и оснащена резцами PDC, также корпус сверху оснащен переводником с замковой резьбой для соединения с забойным двигателем, а снизу - съемным штоком герметично установленным в проходное отверстие муфты, а пилот-долото выполнено в виде бурильной головки, оснащенной резцами PDC.What is new is that the upper part of the housing is oval in cross section, interacting with the oval hole of the coupling plug, forming a hydraulic chamber with the upper part of the housing and the inner part of the coupling, connected to the central channel of the housing by a hole, while the housing above the side grooves with guides is made in the form of a piston and is installed hermetically relative to the inner part of the coupling, and the inner part of the coupling in the place of the supporting windows is made conical, the cutting part of the rock-cutting elements is made with a bend of the outer surface and is equipped with PDC cutters, also the body is equipped with a sub with locking thread for connection to the downhole motor, and from the bottom - removable rod hermetically installed in the bore of the coupling, and the pilot bit is made in the form of a drilling head equipped with PDC cutters.
На фиг. 1 показано долото-расширитель для бурения на обсадной колонне в рабочем положении.In FIG. 1 shows a casing reamer bit in working position.
На фиг. 2 показано долото-расширитель для бурения на обсадной колонне в транспортном положении.In FIG. 2 shows a reamer bit for drilling on a casing string in a transport position.
На фиг. 3 - сечение А-А.In FIG. 3 - section A-A.
На фиг. 4 - сечение Б-Б.In FIG. 4 - section B-B.
Долото-расширитель для бурения на обсадной колонне включает корпус 1 (фиг. 1, 2, 4), муфту 2 подвижно установленную на корпусе 1. Породоразрушающие элементы 3 с калибрующей 4 и режущей частями 5 размещены в опорных окнах 6 муфты 2 и боковых пазах 7 с направляющими 8 корпуса 1. Муфта 2 снизу жестко соединена с пилот-долотом 9. Верхняя часть 10 корпуса 1 выполнена овальной в сечении (фиг. 3), взаимодействующей с овальным отверстием 11 заглушки муфты 12, образующей с верхней частью 10 корпуса 1 и внутренней частью 13 муфты 2 гидрокамеру 14, соединенную с центральным каналом 15 корпуса 1 отверстием 16. Корпус 1 выше боковых пазов 7 с направляющими 8 выполнен в виде поршня 17 и установлен герметично относительно внутренней части 13 муфты 2. Внутренняя часть 18 муфты 7 в месте опорных окон 6 выполнена конической. Режущая часть 5 породоразрушающих элементов 3 выполнена с изгибом наружной поверхности и оснащена резцами PDC 19. Корпус 1 сверху оснащен переводником 20 с замковой резьбой 21 для соединения с забойным двигателем (на фиг. не показан), а снизу оснащен съемным штоком 22 герметично установленным в проходное отверстие 23 муфты 2. Пилот-долото 9 выполнено в виде бурильной головки 24, оснащенной резцами PDC 25.The reamer bit for casing drilling includes a body 1 (Fig. 1, 2, 4), a
Долото-расширитель для бурения на обсадной колонне работает следующим образом.Reamer bit for drilling on casing works as follows.
Собирают компоновку долото-расширитель, винтовой забойный двигатель с углом перекоса для управляемого бурения, телесистема, затем соединительный узел бурового инструмента (например, пат. RU № 2663856, МПК Е21В 7/20, Е21В 7/28, опубл. 10.08.2018 г., бюл. №22), который в свою очередь уже соединяется с обсадной колонной (на фиг. не показаны). Благодаря тому, что корпус 1 сверху оснащен переводником 20 с замковой резьбой 21 для соединения с забойным двигателем исключаются дополнительные переводники, удлиняющие компоновку ниже забойного двигателя, что позволяет управлять траекторией при бурении. Компоновку спускают в скважину, включают буровой насос и создают перепад давления, при этом, начинает вращаться винтовой забойный двигатель и начинают процесс одновременного бурения и расширения. Благодаря наличию гидрокамеры 14, отверстию 16 и корпусу 1 выполненному в виде поршня 17 при бурении создается перепад давления за счет промывочной жидкости и долото-расширитель постоянно находится в рабочем положении, что обеспечивает необходимый диаметр при бурении и расширении в том числе и в кавернозных участках. Благодаря тому, что верхняя часть 10 корпуса 1 выполнена овальной в сечении, взаимодействующей с овальным отверстием 11 заглушки муфты 12 крутящий момент не воздействует и не разрушает боковые пазы 7 с направляющими 8 корпуса 1. При этом, боковую нагрузку, возникающую в процессе бурения и расширения, воспринимают опорные окна 6 муфты 2 выполненные усиленными благодаря тому, что внутренняя часть 18 муфты 2 в месте опорных окон 6 выполнена конической. Благодаря тому, что режущая часть 5 породоразрушающих элементов 3 выполнена с изгибом наружной поверхности и оснащена резцами PDC 19, а пилот-долото 9 выполнено в виде бурильной головки 24, оснащенной резцами PDC 25 значительно возрастает механическая скорость при бурении и расширении. Благодаря тому, что корпус 1 снизу оснащен съемным штоком 22 герметично установленным в проходное отверстие 23 муфты 2 не происходит шламования внутренней полости устройства. По достижении проектного забоя производят промывку скважины и буровой насос отключают. Затем на колонне бурильных труб спускают инструмент, фиксирующийся за извлекаемую часть соединительного узла. Подъемную компоновку извлекают, при этом, долото-расширитель принимает транспортное положение, а обсадную колонну цементируют известным способом.The reamer bit assembly, a screw downhole motor with a skew angle for controlled drilling, a telesystem, then a drilling tool connecting unit are assembled (for example, Pat. RU No. 2663856, IPC
Предлагаемое долото-расширитель для бурения на обсадной колонне является надежной, долговечной конструкцией с необходимым ресурсом, позволяющим бурить и расширять с нагрузками, возникающими во время одновременного бурения и расширения скважины с необходимой механической скоростью, обеспечить калиброванный диаметр ствола скважины, а также исключить подклинки и шламование внутренней полости устройства.The proposed reamer bit for casing drilling is a reliable, durable design with the necessary resource, which allows drilling and reaming with the loads that occur during simultaneous drilling and reaming of the well at the required mechanical speed, to ensure a calibrated diameter of the wellbore, and also to exclude wedges and cuttings the interior of the device.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2779682C1 true RU2779682C1 (en) | 2022-09-12 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802985C1 (en) * | 2023-03-30 | 2023-09-05 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д.Шашина | Well reamer |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2839868A1 (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-05 | Anton Broder | DRILL BIT |
SU901450A1 (en) * | 1979-10-02 | 1982-01-30 | Филиал Северо-Кавказского Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Нефтяной Промышленности | Borehole reamer |
RU2027843C1 (en) * | 1991-09-19 | 1995-01-27 | Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Hole reamer |
CA2289367A1 (en) * | 1998-11-12 | 2000-05-12 | Adel Sheshtawy | Drilling tool with expandable elements |
RU2208120C1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-07-10 | Башкатов Алексей Дмитриевич | Hole reamer |
RU2254433C1 (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-20 | Башкатов Алексей Дмитриевич | Well drilling rig |
RU2315849C1 (en) * | 2006-06-13 | 2008-01-27 | Ваид Амирджанович Керимов | Downhole reamer |
US10626674B2 (en) * | 2016-02-16 | 2020-04-21 | Xr Lateral Llc | Drilling apparatus with extensible pad |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2839868A1 (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-05 | Anton Broder | DRILL BIT |
SU901450A1 (en) * | 1979-10-02 | 1982-01-30 | Филиал Северо-Кавказского Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Нефтяной Промышленности | Borehole reamer |
RU2027843C1 (en) * | 1991-09-19 | 1995-01-27 | Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Hole reamer |
CA2289367A1 (en) * | 1998-11-12 | 2000-05-12 | Adel Sheshtawy | Drilling tool with expandable elements |
RU2208120C1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-07-10 | Башкатов Алексей Дмитриевич | Hole reamer |
RU2254433C1 (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-20 | Башкатов Алексей Дмитриевич | Well drilling rig |
RU2315849C1 (en) * | 2006-06-13 | 2008-01-27 | Ваид Амирджанович Керимов | Downhole reamer |
US10626674B2 (en) * | 2016-02-16 | 2020-04-21 | Xr Lateral Llc | Drilling apparatus with extensible pad |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802985C1 (en) * | 2023-03-30 | 2023-09-05 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д.Шашина | Well reamer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2518283C (en) | Pressure activated release member for an expandable drillbit | |
CA2454496C (en) | Expandable bit with a secondary release device | |
US6991046B2 (en) | Expandable eccentric reamer and method of use in drilling | |
CA2334741C (en) | Casing drilling shoe | |
US6189631B1 (en) | Drilling tool with extendable elements | |
EP2795050B1 (en) | Inflatable packer element for use with a drill bit sub | |
US7775304B2 (en) | Apparatus and method for driving casing or conductor pipe | |
EP3631142B1 (en) | Mitigating drilling circulation loss | |
US7775302B2 (en) | Casing shoe and retrievable bit assembly | |
MX2012008430A (en) | Wellbore obstruction-clearing tool and method of use. | |
RU2779682C1 (en) | Casing reamer bit | |
US11933174B2 (en) | Modified whipstock design integrating cleanout and setting mechanisms | |
US9303459B2 (en) | Drilling apparatus | |
RU2315849C1 (en) | Downhole reamer | |
CN113958269A (en) | Casing reaming bit and drilling and completion method | |
RU2229582C1 (en) | Hydraulically expanding underreamer | |
RU2774875C1 (en) | Reamer for drilling and reaming on casing string | |
RU2757839C1 (en) | Working bottom | |
RU2751906C1 (en) | Reamer for guided drilling and casing expansion | |
RU2782906C1 (en) | Expander bit | |
RU2810375C1 (en) | Casing drilling device with retrievable drilling assembly | |
RU2781653C1 (en) | Turbine drive of the shoe-bit for drilling a complicated section of the well | |
CA2615798C (en) | Pressure activated release member for an expandable drillbit | |
RU2796716C1 (en) | Well expander | |
RU2798542C1 (en) | Method for drilling a sidetrack of a well with unstable rocks |