RU65940U1

RU65940U1 - VIBRATION DRILLING WELL

Info

Publication number: RU65940U1
Application number: RU2007110690/22U
Authority: RU
Inventors: Расих Нафисович Файзуллин; Сергей Юрьевич Фролов; Рафагат Габделвалиевич Габдуллин; Радик Зяузятович Зиятдинов; Дмитрий Витальевич Страхов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2007-08-27

Abstract

Предложение относится к буровой технике и предназначено для вибрационного бурения скважин. Устройство для вибрационного бурения скважин содержит корпус, ниппель, установленный внутри корпуса, и шток, размещенный внутри ниппеля, при этом шток имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно ниппеля с корпусом. Шток выполнен глухим, а ниппель снабжен верхним и нижним рядами радиальных отверстий, которые сообщаются посредством перепускного канала, выполненного между корпусом и ниппелем. Ниппель снизу снабжен внутренней кольцевой выборкой, относительно которой шток подпружинен посредством пружины и перекрывает верхний ряд радиальных отверстий ниппеля в исходном положении. В процессе работы устройства происходит пульсация жидкости, ведущая к вибрации устройства, при этом частота пульсаций прямо пропорциональна расходу жидкости. В результате шарошечное долото совершает только вибрационные колебания, исключая ударные нагрузки, что значительно продлевает срок службы долота. Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, а повышение эффективности его работы, связанного с возможностью само промывки устройства в процессе работы, а возможность спуска на гибкой трубе и использование устройства при бурении скважин малого диаметра расширяет его функциональные возможности. 1 илл. на 1 л.The proposal relates to drilling equipment and is intended for vibration drilling of wells. A device for vibratory drilling of wells includes a housing, a nipple installed inside the housing, and a rod located inside the nipple, while the rod has the possibility of limited axial movement relative to the nipple with the housing. The rod is made deaf, and the nipple is provided with upper and lower rows of radial holes that communicate through the bypass channel made between the body and the nipple. The bottom nipple is provided with an inner ring sample, relative to which the rod is spring-loaded by means of a spring and overlaps the upper row of radial holes of the nipple in the initial position. During the operation of the device, a pulsation of the liquid occurs, leading to vibration of the device, while the frequency of the pulsations is directly proportional to the flow rate of the liquid. As a result, the cone bit only vibrates, excluding impact loads, which significantly extends the life of the bit. The proposed device has a simple design, and increasing the efficiency of its operation, associated with the ability to flush the device during operation, and the possibility of descent on a flexible pipe and the use of the device when drilling small diameter wells expands its functionality. 1 ill. for 1 liter

Description

Предложение относится к буровой технике и предназначено для вибрационного бурения скважин.The proposal relates to drilling equipment and is intended for vibration drilling of wells.

Известно устройство для вибрационного бурения скважин (патент RU №2239043, Е21В 7/24, опубл. БИ №30 от 27.10.2004 г.), включающее корпус, поршни, установленные с возможностью взаимодействия друг с другом и образования совместно с перегородками и уплотнениями замкнутых гидравлических камер, клапан и шток, имеющий канал, при этом один из поршней установлен над штоком и имеет проходной канал прямоугольного сечения, внутри которого расположен клапан, выполненный в виде установленного на оси маятника, верхний торец которого выполнен в виде лопасти, а нижний - заодно с тарелкой, которая установлена с возможностью периодического перекрытия канала штока.A device for vibration drilling of wells is known (patent RU No. 2239043, ЕВВ 7/24, publ. BI No. 30 of 10.27.2004), including a housing, pistons installed with the possibility of interaction with each other and formation together with partitions and seals closed hydraulic chambers, a valve and a rod having a channel, while one of the pistons is mounted above the rod and has a passage channel of rectangular cross section, inside of which there is a valve made in the form of a pendulum mounted on the axis, the upper end of which is made in the form of a blade, and the lower - at the same time with the plate, which is installed with the possibility of periodic overlapping of the stem channel.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для вибрационного бурения скважин (патент RU №2258791, Е21В 7/24, опубл. в БИ №23 от 20.08.2005 г.), содержащее корпус, шток с проходным каналом, ниппель и шпонку, при этом устройство снабжено поршнями, каждый из которых установлен внутри защитной втулки, закрепленной в корпусе, и снабжен конфузором, диффузором и соплом, образующим струйный насос, всасывающий канал которого соединен с подпоршневой полостью, причем в проходном канале штока для размещения в нем шара выполнено седло с возможностью частичного протекания жидкости под шаром, а в штоке выполнены отводы для изменения направления потока жидкости на 180° и каналы, соединяющие зоны разрушения породы с зонами разряжения, создаваемыми обратной струей жидкости из отводов.Closest to the proposed technical solution is a device for vibration drilling of wells (patent RU No. 2258791, EV 7/24, published in BI No. 23 dated 08/08/2005), comprising a housing, a rod with a through channel, a nipple and a key, with this device is equipped with pistons, each of which is installed inside the protective sleeve fixed in the housing, and is equipped with a confuser, a diffuser and a nozzle forming a jet pump, the suction channel of which is connected to the piston cavity, and a saddle is made in the bore of the rod to accommodate the ball with the possibility of partial flow of fluid under the ball, and in the rod, bends are made to change the direction of fluid flow by 180 ° and channels connecting the rock destruction zones with rarefaction zones created by the reverse fluid stream from the bends.

Как прототипу, так и аналогу в той или иной степени присущи общие недостатки:Both the prototype and the analogue, to one degree or another, have common disadvantages:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;- firstly, the complexity of the design, due to the large number of nodes and parts;

- во вторых, конструкция устройства не позволяет производить бурение скважин малого диаметра;- secondly, the design of the device does not allow drilling of small diameter wells;

- в-третьих, устройство в процессе работы загрязняется и не промывается, в связи с чем ухудшается эффективность его работы,- thirdly, the device in the process of work gets dirty and is not washed, in connection with which the efficiency of its work deteriorates,

- в-четвертых, устройство создает ударные нагрузки на долото, что ведет к его быстрой поломке и соответственно выходу из строя;- fourthly, the device creates shock loads on the bit, which leads to its rapid breakdown and, accordingly, failure;

- в-пятых, не возможна работа устройства при спуске его на гибкой трубе.- fifthly, the device is not possible when lowering it on a flexible pipe.

Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, исключение ударных нагрузок на долото в процессе работы устройства и повышение эффективности его работы, а также возможность спуска устройства на гибкой трубе и использования устройства при бурении скважин малого диаметра.The technical task of the utility model is to simplify the design of the device, eliminate shock loads on the bit during operation of the device and increase its efficiency, as well as the ability to lower the device on a flexible pipe and use the device when drilling small diameter wells.

Указанная задача решается устройством для вибрационного бурения скважин, содержащим корпус, ниппель, установленный внутри корпуса, и шток, размещенный внутри ниппеля, при этом шток имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно ниппеля с корпусом.This problem is solved by a device for vibrational drilling of wells, comprising a housing, a nipple installed inside the housing, and a rod placed inside the nipple, while the rod has the possibility of limited axial movement relative to the nipple with the housing.

Новым является то, что шток выполнен глухим, а ниппель снабжен верхним и нижним рядами радиальных отверстий, которые сообщаются посредством перепускного канала, выполненного между корпусом и ниппелем, при этом ниппель снизу снабжен внутренней кольцевой выборкой, относительно которой шток подпружинен и перекрывает верхний ряд радиальных отверстий ниппеля в исходном положении.What is new is that the stem is blind, and the nipple is provided with upper and lower rows of radial holes that communicate through an overflow channel made between the body and the nipple, while the nipple is provided with an inner ring selection from below, with respect to which the rod is spring loaded and overlaps the upper row of radial holes nipple in starting position.

На фигуре изображено предлагаемое устройство для вибрационного бурения скважин.The figure shows the proposed device for vibration drilling of wells.

Устройство для вибрационного бурения скважин содержит корпус 1, ниппель 2, установленный внутри корпуса 1, и шток 3, размещенный внутри ниппеля 2, при этом шток 3 имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно ниппеля 2 с корпусом 1.A device for vibratory drilling of wells includes a housing 1, a nipple 2 installed inside the housing 1, and a rod 3 located inside the nipple 2, while the rod 3 has the possibility of limited axial movement relative to the nipple 2 with the housing 1.

Шток 3 выполнен глухим, а ниппель 2 снабжен верхним 4 и нижним 5 рядами радиальных отверстий, которые сообщаются посредством перепускного канала 6, выполненного между корпусом 1 и ниппелем 2.The rod 3 is made deaf, and the nipple 2 is provided with upper 4 and lower 5 rows of radial holes that communicate through the bypass channel 6, made between the housing 1 and the nipple 2.

Ниппель 2 снизу снабжен внутренней кольцевой выборкой 7, относительно которой шток 3 подпружинен посредством пружины 8 и перекрывает верхний ряд радиальных отверстий 4 ниппеля 2 в исходном положении.The bottom nipple 2 is provided with an inner ring sample 7, relative to which the stem 3 is spring-loaded by means of a spring 8 and overlaps the upper row of radial holes 4 of the nipple 2 in the initial position.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Устройство устанавливают в компоновку бурильного инструмента как показано на фигуре, причем на верхний конец корпуса 1 наворачивают на нижний конец турбобура 9, а в нижний конец корпуса 1 вворачивают долото 10 (например, шарошечное), имеющее центральный канал 11.The device is installed in the layout of the drilling tool as shown in the figure, with the upper end of the housing 1 being screwed onto the lower end of the turbodrill 9, and a bit 10 (for example, roller cone) having a central channel 11 is screwed into the lower end of the housing 1.

Устройство на конце гибкой трубы или бурильной колонны (на фиг. не показано) спускают в скважину в интервал бурения. После чего восстанавливают циркуляцию жидкости в колонне бурильных труб через турбобур 9, при этом поток жидкости, достигнув устройства, попадает внутрь корпуса 1 и воздействует сверху на шток 3, в результате последний, The device at the end of a flexible pipe or drill string (not shown in FIG.) Is lowered into the well during the drilling interval. Then restore the circulation of fluid in the drill pipe string through the turbodrill 9, while the fluid flow, reaching the device, enters the body 1 and acts on top of the rod 3, as a result of the latter,

сжимая пружину 8, опускается вниз относительно ниппеля 2 с корпусом 1 до тех пор, пока не откроется верхний ряд радиальных отверстий 4, который был перекрыт штоком 3 в исходном положении.compressing the spring 8, falls down relative to the nipple 2 with the housing 1 until the upper row of radial holes 4 is opened, which was closed by the rod 3 in the initial position.

Циркуляцию жидкости продолжают, вследствие чего поток жидкости через открывшийся под действием давления жидкости верхний ряд радиальных отверстий 4 ниппеля 2 по перепускному каналу 6 сквозь нижний ряд радиальных отверстий 5 ниппеля 2 попадает в центральный канал 11 долота 10 и далее на шарошки 12, при этом давление жидкости над штоком 3 падает и последний за счет возвратной силы пружины 8 возвращается обратно, перекрывая верхний ряд радиальных отверстий 4 ниппеля 2.The circulation of the liquid continues, as a result of which the fluid flow through the upper row of radial holes 4 of the nipple 2, which opened under the pressure of the liquid, passes through the bypass channel 6 through the lower row of radial holes 5 of the nipple 2 into the central channel 11 of the bit 10 and then to the cones 12, while the fluid pressure over the rod 3 falls and the latter due to the return force of the spring 8 is returned back, blocking the upper row of radial holes 4 of the nipple 2.

Циркуляцию жидкости продолжают, при этом давление жидкости над штоком 3 внутри корпуса 1 возрастает и последний вновь опускается вниз, сжимая пружину 8 и открывая верхний ряд радиальных отверстий 4 ниппеля 2, и вновь происходит поступление жидкости в центральный канал 11 долота 10 и далее на шарошки 12.The fluid continues to circulate, while the fluid pressure above the stem 3 inside the housing 1 increases and the latter again drops down, compressing the spring 8 and opening the upper row of radial holes 4 of the nipple 2, and again the fluid enters the central channel 11 of the bit 10 and then to the cones 12 .

В дальнейшем цикл повторяется, при этом происходит пульсация жидкости, ведущая к вибрации устройства, при этом частота пульсаций прямо пропорциональна расходу жидкости.In the future, the cycle repeats, with the ripple of the fluid leading to the vibration of the device, while the ripple frequency is directly proportional to the flow rate of the fluid.

В результате шарошечное долото совершает только вибрационные колебания, исключая ударные нагрузки, что значительно продлевает срок службы долота.As a result, the cone bit only vibrates, excluding impact loads, which significantly extends the life of the bit.

Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, а повышение эффективности его работы, связанного с возможностью само промывки устройства в процессе работы, а возможность спуска на гибкой трубе и использование устройства при бурении скважин малого диаметра расширяет его функциональные возможности.The proposed device has a simple design, and increasing the efficiency of its operation, associated with the ability to flush the device during operation, and the possibility of descent on a flexible pipe and the use of the device when drilling small diameter wells expands its functionality.

Claims

A device for vibrational drilling of wells, comprising a housing, a nipple installed inside the housing, and a rod located inside the nipple, the rod having the possibility of limited axial movement relative to the nipple with the housing, characterized in that the rod is blind and the nipple is provided with upper and lower rows radial holes that communicate through the bypass channel made between the housing and the nipple, while the nipple from the bottom is equipped with an inner ring sample, relative to which the rod is spring-loaded and overlaps the upper row of radial holes of the nipple in the initial position.