RU9880U1 - Калибратор скважинный - Google Patents

Description

г-)

ОБЪЕКТ-УСТРОЙСТВО

КАЛИБРАТОР СКВАЖИННЫЙ

Предложение относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему инструменту лопастного типа для калибрования ствола скважины, преимущественно в осложненных зонах, например, водопроявляющих или поглощающих разрезах.

Известен лопастной калибратор скважинный (см. а.с. № 945352, Е21В 10/26, опубликованный в БИ № 27, 1982 г.), содержащий корпус со спиральными лопастями , имеющими одностороннее направление, армированными износостойким материалом.

Недостатком известного калибратора является то, что по своей конструктивной особенности при применении в осложненном разрезе скважины он выполняет только свою основную функцию - калибровку, но не дает дополнительного эффекта, наприер, кольматацию высокопроницаемых пластов разреза скважины.

Известен также лопастной скважинный калибратор (см. а.с. № 1214903, Е21В 10/26, опубликованный в БИ №8, 1986 г.), содержащий полый корпус с присоединитеольными резьбами на концах и установленные на нем лопасти с каналами. Согласно описанию в калибраторе выполненные каналы обеспечивают вымывание продуктов разрушения породы, улучшает охлах ение калибрующей поверхности лопастей и снижает трение их о стенки скважины.

6МКЛЕ21В10/26

Однако при проходке поглощающего промывочной жидкости или. водопроявляющего разреза скважины струя промывочной жидкости, истекающая из каналов калибратора, не обеспечивает необходимой кольматации пор и трещин проницаемого пласта, совмещенной процессом калибровки ствола при бурении скважины.

Целью создания настоящей полезной модели является расширение функциональной возможности его, т.е. наряду с выполнением основной главной задачи калибровки, чтобы он обеспечивал кольматацию стенок скважин при проходке водопроявляющих или поглощающих промывочной жидкостью пластов.

Поставленная цель достигается описываемым лопастным калибратором, включающем полый корпус с присоединительными резьбами на концах и установленные на нем лопасти с каналами.

Новым является то, что каналы лопастей выполнены на ее боковых плоскостях и снабжены насадками, оси которых пересекаются в точке, лежащей на окружности с радиусом равным радиусу долота, при этом плоскость проходящая через оси насадков размещена под острым углом к оси корпуса вверх или вниз.

Отличительные признаки, по нашему мнению являются существенными, поскольку они позволяют получить новый положительный эффект, не свойственный известным объектам того же назначения, выражающийся в расширении его функциональных возможностей, поскольку он обеспечивает кроме калибровки и кольматацию стенок скважины одновременно. Это позволяет исключить осложнения при проводке скважин с калибраторами, повысить проходку на долото, увеличить механическую скорость бурения.

Представленные рисунки поясняют суть предложенной полезной модели, где на фиг. 1 изображен общий вид калибратора, частичный разрез; на фиг. 2 - то же, вид на А - развернуто, где изображены каналы с насадками оси, которые сходятся в точке, лежащей на стенке скважины, и образующие угол между собой в 60°.

Предлагаемый лопастной калибратор содержит полый корпус 1 (см.фиг 1) с присоединительными резьбами 2 на концах и со спирально расположенными лопастями 3, 4, 5, имеющими одностороннее направление и армированные износостойким материалом. На боковых гранях лопастей под углом друг к другу выполнены сквозные боковые каналы б и 7 (см. фиг. 2), снабженные насадками 8 и 9 соответственно, оси 10 и 11 которых пересекаются в точке, лежащей на окружности с радиусом равным радиусу долота, т.е. в стенке скважины. Каналы 6 и 7 сообщают наружное пространство с полостью корпуса 1. Кроме того, плоскость проходящая через оси 10 и 11 насадков 8 и 9 размещена под острым углом к оси 12 корпуса 1 вверх или вниз, который определяется с учетом затопленных струй до их пересечения таким образом, L () . dH, где L - длина затопленной струи, мм; d - диаметр выходного отверстия насадка, мм. На этой длине затопленная струя характеризуется постоянством диаметра ядра и обладает наибольшей гидравлической энергией.

Угол накпона плоскости, где геометрические оси насадок 8 и 9 относительно оси корпуса определяется по формуле:

- arcSin 2 (Re -RH) : 3 .L,

выходного отверстия насадка, мм; d - выходной диаметр гидромониторных насадок.мм В приведенной формуле геометрические оси струй истекающих из гидромониторных насадок, пересекаются друг с другом под углом 60°.

Калибратор работает следующим образом.

Его спускают в скважину на колонне бурильных труб, разместив между долотом и валом турбобура до водопроявляющего разреза или поглощающего разреза так, чтобы выходные отверстия гидромониторных насадок 8 и 9 были направлены вверх при бурении плотных пород (см. фиг. 2), т.е. по направлению восходящего потока бурового раствора в заколонном пространстве, и вниз при бурении высокопроницаемых пород, т.е. против направления потока бурового раствора.

При подаче бурового раствора в бурильную колонну и включении забойного двигателя (бурильная колонна и забойный двигатель на фиг. 2 не изображены) в работу устройство вместе с долотом начинает вращаться. При этом часть бурового раствора через центральный проходной канал 13 устройства и долото направляется на забой скважины, а другая часть, минуя долото, через боковые каналы 6 и 7 и насадка 8 и 9 в заколонное пространство под углом вверх со скоростью 60-100 м/с. Образующиеся струи, затопленные в восходящем потоке бурового раствора, встречаясь у стенки скважины, создают пульсирующее волновое поле, а в призабойном участке в первом случае (см. фиг.2) эжекционный эффект, который и способствует более полному выносу шлама с забоя, что обеспечивает повышение показателей работы долота (проходки и механической скорости бурения). И, во втором случае, когда гидромониторные насадки направлены под углом вниз, препятствует выносу разбуренной породы вверх и направляет шлам в поры и каналы проницаемого пласта.

в обоих случаях волновое поле, обладая частотой и амплитудой колебаний, обеспечивает плотную укпадку дисперсных частиц раствора в порах и трещинах проницаемого пласта, тем самым надежно кольматируют. За счет перехода гидравлической энергии высоконапорных струй в энергию волнового поля исключается гидроэррозионное разрушение стенки скважины.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

Использование предлагаемого калибратора позволяет, кроме основной его функции кольматировать стенки скважины при проводке высокопроницаемые разрезы, обеспечивает без осложнений бурить скважину до проектной глубины, повысить проходку на долото и увеличить механическую скорость бурения .

Начальник Азнакаеврког УБР -, ../ (Jffv//7С.Н. Ханнанов

iJ-..::гТ: 4Й

. 7М

Claims (1)

1. Калибратор скважинный, содержащий полый корпус с присоединительными резьбами на концах и установленные на нем лопасти с каналами, отличающийся тем, что каналы лопастей выполнены на ее боковых гранях и снабжены насадками, оси которых пересекаются в точке, лежащей на окружности с радиусом, равным радиусу долота, при этом плоскость, проходящая через оси насадков, размещена под острым углом к оси корпуса вверх или вниз.