Изобретение относитс к бурению скважин и может быть использовано дл улучшени очистки призабойной зоны от обломков металла в процессе бурени . Из наход щихс в призабойной зоне обломков частицы металла в наибольшей степени снижают работоспособность долот. Источником таких частиц вл етс вооружение долот, обломки металла, ранее вдавленные в стенки скважины и вновь выпадающие на забой. Очистка призабойной зоны от обломков металла в процессе бурени в св зи с широким применением долот, вооруженных твердым и сверхтвердым материалом , становитс все более актуальной задачей. Известен шламоуловитель, в котором шлам переноситс потоком промывочной жидкости в камеры, ступенчато расположенные на наружной поверхности корпуса 1. Недостатком указанного устройства вл етс быстрое заполнение камер частицами породы. Поэтому дл сохранени работоспособности шламоуловител в период всей работы долота требуетс значительный объем камер ловител . Это, в свою очередь, приводит к снижению прочности и жесткости щламоуловителей, что нар ду с малой эффективностью вл етс причиной их ограниченного применени в промышленности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс металлоуловитель, содержащий корпус с камерами на наружной поверхности и посто нные магниты 2. Данный металлоуловитель осуществл ет более избирательный сбор шлама, однако в случае попадани на магниты частиц породы .магниты не .могут эффективно прит гивать в камеры металлические частицы. Цель изобретени - повышение эффективности работы металлоуловител путем более полного улавливани ферромагнитных частиц при ограничении попадани в камеры обломков породы. Указанна цель достигаетс тем, что металлоуловитель, содержащий корпус с камерами на наружной поверхности и посто нные магниты, снабжен лопаст ми, расположенными над камерами, и установленной с возможностью осевого перемещени втулкой, имеющей примыкающие к лопаст м пластины с отверсти ми, при этом магниты размещены на боковых поверхност х лопастей в зоне перемещени пластин втулки. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А--А на фиг. 1. На корпусе 1 выполнены лоиасти 2, в которых заподлицо их поверхности закреплены посто нные магниты 3. Под лопаст ми установлены камеры 4 дл сбора уловленных частиц. Над лопаст ми 2 соосно корпусу 1 установлена втулка 5 с пластинами 6. Посадка втулки 5 обеспечивает возможность ее осевого перемещени относительно корпуса 1 и лопастей 2. Пластины 6 примыкают к боковым поверхност м лопастей 2 и преп тствуют проворачиванию втулки 5 относительно корпуса 1. На пластинах б выполнены сквозные отверсти , форма которых соответствует расположению магнитов 3 на лопаст х 2. В нижней части отверстий сделаны скосы дл облегчени съема ферромагнитных частиц с магнитов 3. Между втулкой 5 и уступом корпуса 1 может быть установлена пружина 7, служаща дл увеличени амплитуды осевых колебаний втулки. В процессе бурени устройство вместе с долотом вращаетс в стволе скважины и может выполн ть функции центратора или калибратора. Т желые частицы Е вихревом восход щем потоке движутс преимущественно в периферийной зоне скважины с угловой скоростью, несколько меньшей скорости вращени долота. Эти частицы приближаютс к лопаст м 2 и прит гиваютс магнитами 3. Длина лопастей 2 должна быть достаточной дл перехвата ферромагнитных частиц, движущихс в восход щем потоке в зоне расположени устройства. Дл улавливани ферромагнитных частиц врем их перемещени в поперечном направлении межлопастного пространства до встречи с лопастью 2 должно быть не больше времени движени частицы в осевом направлении вдоль лопастей. Исход из этих условий длина активной части лопастей может быть . определена из зависимости О(игд-ьОс) где S -рассто ние между лопаст ми; Уг - скорость осевого движени частиц; D -диаметр долота; feJfl и iDi соответственно углова скорость вращени долота и CKOpoctb вращени частиц. По материалам ранее проведенных исс/тедований ( О.б-0,8)с«д. Под действием колебаний долота и бурильной колонны подпружиненна втулка 5 с пластинами б совершает возвратно-поступательное движение относительно лопастей 2. Колеблющиес пластины б периодически открывают и перекрывают магниты 3. При перекрытии магнитов 3 прит нутые ими ферромагнитные частицы сдвигаютс из участков наиболее сильного магнитного пол в ка.меры 4. Дл непрерывной работы устройства в любом положении пластины б часть магнитов 3 должна быть открыта. При одинаковой с магнитами ширине отверстий рассто ние между ними должно отличатьс от рассто ни между магнитами. Рассто ние между отверсти ми при условии совпадени как минимум двух отверстий с магнитами на длине, соответствующей расположению п магнитов, может быть определено из зависимостиThe invention relates to the drilling of wells and can be used to improve the cleaning of the bottomhole zone from metal fragments during drilling. Of the debris in the near-wellbore zone, metal particles most significantly reduce the performance of bits. The source of such particles is the arming of bits, metal fragments, previously pressed into the walls of the well and again falling to the bottom. Cleaning the wellbore zone from metal fragments during drilling in connection with the extensive use of bits, armed with hard and superhard materials, is becoming an increasingly urgent task. A sludge trap is known in which the sludge is carried by a stream of washing liquid into chambers stepped on the outer surface of housing 1. A disadvantage of this device is the rapid filling of chambers with rock particles. Therefore, in order to maintain the efficiency of the sludge trap during the entire operation of the bit, a significant amount of catcher chambers is required. This, in turn, leads to a decrease in the strength and rigidity of sludge traps, which, together with low efficiency, is the reason for their limited industrial use. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a metal trap, comprising a housing with chambers on the outer surface and permanent magnets 2. This metal trap collects sludge more selectively, however, if magnet particles get caught on the magnets, attract metal particles into the chamber. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the metal trap by more fully trapping ferromagnetic particles while limiting debris from entering the chambers. This goal is achieved by the fact that the metal catcher, comprising a housing with chambers on the outer surface and permanent magnets, is equipped with blades located above the chambers and an axially mounted bushing having plates with openings adjacent to the blades, while the magnets are placed on the side surfaces of the blades in the zone of movement of the sleeve plates. FIG. 1 shows the proposed device, a general view; in fig. 2 is a section A - A in FIG. 1. On the case 1, there are lobies 2, in which permanent magnets 3 are fixed flush on their surface 3. Chambers 4 are mounted under the blades to collect the collected particles. Above the blades 2, the sleeve 5 with the plates 6 is mounted coaxially to the housing 1. The landing of the sleeve 5 allows it to axially move relative to the housing 1 and the blades 2. The plates 6 adjoin the lateral surfaces of the blades 2 and prevent the sleeve 5 from turning around the housing 1. On the plates b through holes are made, the shape of which corresponds to the location of the magnets 3 on the blades x 2. In the lower part of the holes are made bevels to facilitate removal of ferromagnetic particles from the magnets 3. Between the sleeve 5 and the ledge of the housing 1 can be mouth A spring 7 is inserted that serves to increase the amplitude of the axial oscillations of the sleeve. During drilling, the device, along with the bit, rotates in the wellbore and can function as a centralizer or calibrator. Heavy particles E in a whirling upward flow move predominantly in the peripheral zone of the well with an angular velocity slightly lower than the bit rotation speed. These particles approach the blade m 2 and are attracted by the magnets 3. The length of the blades 2 should be sufficient to intercept the ferromagnetic particles moving in an upward flow in the area of the device. To trap ferromagnetic particles, the time of their movement in the transverse direction of the inter-blade space before meeting the blade 2 should be no more than the time of movement of the particle in the axial direction along the blades. Based on these conditions, the length of the active part of the blades may be. determined from the dependence O (ibd-SOS) where S is the distance between the blades; Ug is the speed of axial movement of particles; D - bit diameter; feJfl and iDi, respectively, the angular velocity of rotation of the bit and CKOpoctb rotation of the particles. According to the materials of previously conducted research / testimony (O.-0,8) with "D. Under the action of oscillations of the bit and the drill string, the spring-loaded sleeve 5 with the plates b reciprocates relative to the blades 2. The oscillating plates b periodically open and block the magnets 3. When the magnets overlap, the 3 ferromagnetic particles they pull off move from the strongest magnetic field to each other. Measures 4. For continuous operation of the device in any position of the plate b, part of the magnets 3 must be open. With the width of the holes the same as the magnets, the distance between them should be different from the distance between the magnets. The distance between the holes, provided that at least two holes coincide with magnets on a length corresponding to the location of the n magnets, can be determined from the dependence
UllLktA n-i UllLktA n-i
где Ъ -рассто ние между магнитами; О- - ширина магнитов и отверстий. Установка магнитов на лопаст х и система их очистки от прит нутых ферромагнитных частиц позвол ют эффективно улавливать ферромагнитные частицы, движущиес во всех част х скважины, в том числе и у ее стенок.where b is the distance between the magnets; О- - width of magnets and holes. The installation of magnets on the blades and their cleaning system from the inhibited ferromagnetic particles make it possible to effectively capture ferromagnetic particles moving in all parts of the well, including its walls.
По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает преимущественное улавливание ферромагнитных частиц, что позвол ет уменьшить объем камер ловител и повысить его жесткость и прочность. Предлагаемое устройство оставл ет больщее свободное сечение скважины и лучше проходит по ее стволу.Compared with the prototype, the proposed device provides preferential trapping of ferromagnetic particles, which makes it possible to reduce the volume of the catcher chambers and increase its rigidity and strength. The proposed device leaves a greater free cross-section of the well and better passes through its wellbore.
Наиболее эффективно применение устройства при бурении долотами уменьшенного и малого диаметра. В таких услови х преимущество предлагаемого устройства в жесткости, прочности и проходимости по стволу по сравнению с известными шламоуловител ми наибольшее.The most effective use of the device when drilling with bits of reduced and small diameter. Under such conditions, the advantage of the proposed device in its rigidity, strength, and permeability along the barrel compared to the known scum catchers is the greatest.