UA44828C2 - DRILLING DEVICE FOR WELL EXPANSION - Google Patents
DRILLING DEVICE FOR WELL EXPANSION Download PDFInfo
- Publication number
- UA44828C2 UA44828C2 UA98084229A UA98084229A UA44828C2 UA 44828 C2 UA44828 C2 UA 44828C2 UA 98084229 A UA98084229 A UA 98084229A UA 98084229 A UA98084229 A UA 98084229A UA 44828 C2 UA44828 C2 UA 44828C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- conductor
- well
- rock
- expansion
- drilling
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 70
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 9
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 241001669573 Galeorhinus galeus Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
- E21B10/32—Drill 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
- E21B10/322—Drill 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 cutter shifted by fluid pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід стосується буріння свердловин з розширенням їх нижньої частини, переважно для спорудження опор 2 фундаментних паль, а також для видобутку алмазоносной руди буровим способом.The invention relates to the drilling of wells with the expansion of their lower part, mainly for the construction of supports for 2 foundation piles, as well as for the extraction of diamond-bearing ore by drilling.
Відомий буровий пристрій для розширення нижньої ділянки раніш пробуреної свердловини, що включає розсувні породоруйнуючі органи зі застосуванням занурюваного електродвигуна, редукторів і з можливістю застосування зворотної циркуляції бурового розчину (див., наприклад, патент Японії за заявкою Мо 57-7273, МКИA well-known drilling device for expanding the lower part of a previously drilled well, which includes sliding rock breakers with the use of a submersible electric motor, gearboxes and with the possibility of using the reverse circulation of the drilling fluid (see, for example, Japanese patent application Mo 57-7273, MKI
Е21810/26, 4/00). У винаході, що заявляється, спільними суттєвими ознаками по відношенню до вказаного 70 аналога є розсувні породоруйнуючі органи і можливість застосування циркуляції бурового розчину. Недоліками цього аналога є складність занурюваних механізмів (редукторів) для розведення породоруйнуючих органів, а також низька продуктивність при бурінні перехідної конічної (квазіконічної) ділянки свердловини, який виконується рядом послідовних проходок по висоті з поступовим ступінчастим збільшенням діаметра розширення (див., наприклад, рекламний бюлетень ВН-110 Фірми Топе Вогіпд Со., Це, Японія, 1989). 12 Відомий буровий пристрій для розширення нижньої ділянки раніш пробуреної свердловини, що включає розсувні породоруйнуючи органи, які встановлені на похилих рейках і рухаються поршнями під тиском рідини, що подається з поверхні по спеціальному каналу, а також канал для зворотної циркуляції бурової рідини (див., наприклад, патент Японії за заявкою Мо 58 - 9231, МКИ Е21810/34). В цьому винаході спільними суттєвими ознаками по відношенню до цього аналога є розсувні породоруйнуючи органи і канал для зворотної циркуляції бурового розчину. Недоліками цього аналога є складність гідросистеми, що створює зусилля, необхідне для розведення породоруйнуючих органів, і обмежений радіус розширення, прирощення якого теоретично не може перевищувати радіус раніш пробуреної свердловини за вирахуванням радіуса промивної труби розширювача.E21810/26, 4/00). In the claimed invention, common essential features in relation to the indicated 70 analog are sliding rock-destroying bodies and the possibility of using drilling fluid circulation. The disadvantages of this analogue are the complexity of the submersible mechanisms (reducers) for diluting the rock-breaking organs, as well as the low productivity when drilling the transition conical (quasi-conical) section of the well, which is performed by a number of successive penetrations in height with a gradual stepwise increase in the diameter of the expansion (see, for example, the advertising bulletin VN-110 Firma Tope Vogipd Co., Tse, Japan, 1989). 12 A well-known drilling device for expanding the lower part of a previously drilled well, which includes sliding rock-destroying bodies that are installed on inclined rails and move by pistons under the pressure of fluid supplied from the surface through a special channel, as well as a channel for the return circulation of drilling fluid (see, for example, Japanese patent application No. 58 - 9231, MKY E21810/34). In this invention, common essential features in relation to this analog are sliding rock-breaking organs and a channel for reverse circulation of drilling fluid. Disadvantages of this analogue are the complexity of the hydraulic system, which creates the effort necessary to deploy the rock-destructive organs, and the limited radius of expansion, the increase of which theoretically cannot exceed the radius of the previously drilled well minus the radius of the expander's washing pipe.
Відомий буровий пристрій для розширення нижньої ділянки свердловини, що включає розсувні породоруйнуючі органи, що встановлені на похилих рейках і що рухаються силою ваги з опорою на забій раніш с пробуреної свердловини через бурове долото, а такса телескопічний канал для зворотної циркуляції бурового Ге) розчину (див., наприклад, патент Японії по заявці Мо 59 - 39033 МКИ Е2110/32). В заявлюваному винаході спільними суттєвими ознаками по відношенню до цього аналога є розсувні породоруйнуючі органи, використання сили ваги для їх розведення з опорою на забій раніш пробуреної свердловини, з також телескопічний пристрій каналу зворотної циркуляції бурового розчину. В заявляемому винаході окремою суттєвою ознакою, спільною по со відношенню до цього аналога, є використання бурового долота. Недоліками цього аналога є обмежений радіус с розширення свердловини, прирощення якого теоретично не може перевищувати радіус раніш пробуреної свердловини за вирахуванням радіуса центральної промивної труби. Недоліком прототипу є також опирання со похилих рейок на забій раніш пробуреної свердловини через породоруйнуючу бурову коронку (бурове долото), «ф через що бурова коронка і розсувні породоруйнуючі органи (розширюючи коронки) одночасно руйнують забій, просуваючись вздовж осі свердловини з різними швидкостями, що залежать від тиску на породоруйнуючий М інструмент (різці) центральної і розширюючих коронок. Внаслідок цього профіль розширення (його радіальні координати по висоті) є невизначеним. Можливо, що при деякому радіусі розширення, яке не досягло проектного значення, тиск на різцях розсувних коронок зрівняється з тиском на різцях центральної коронки. При цьому « подальше буріння буде йти вже без розширення, і досягнення проектного діаметра розширення буде теоретично З 70 неможливе. В будь-якому разі профіль розширення залишається неконтрольованим, що також відноситься до с основних недоліків цього аналога.A well-known drilling device for expanding the lower part of the well, which includes sliding rock-crushing bodies installed on inclined rails and moving by the force of gravity with support on the bottom of the previously drilled well through the drill bit, and a telescoping channel for the return circulation of the drilling solution (see ., for example, Japanese patent application Mo 59 - 39033 MKY E2110/32). In the claimed invention, common essential features in relation to this analogue are the sliding rock-destructive organs, the use of gravity for their separation with support on the bottom of the previously drilled well, and also the telescopic device of the drilling mud reverse circulation channel. In the claimed invention, a separate essential feature common to this analogue is the use of a drill bit. The disadvantages of this analogue are the limited radius c of the expansion of the well, the increment of which theoretically cannot exceed the radius of the previously drilled well minus the radius of the central washing pipe. The disadvantage of the prototype is also the resistance of the inclined rails to the bottom of the previously drilled well through the rock-destroying drill bit (drill bit), because of which the drill bit and sliding rock-destroying bodies (expanding the crowns) simultaneously destroy the bottom, moving along the axis of the well at different speeds that depend from the pressure on the rock-destructive M tool (cutter) of the central and expanding crowns. As a result, the expansion profile (its radial height coordinates) is uncertain. It is possible that at some radius of expansion, which has not reached the design value, the pressure on the cutters of the sliding crowns equals the pressure on the cutters of the central crown. At the same time, further drilling will proceed without expansion, and achieving the design diameter of the expansion will theoretically be impossible with 70. In any case, the expansion profile remains uncontrolled, which is also one of the main disadvantages of this analogue.
Із» За технічною суттю, досягненням технічного результату і сукупністю ознак, що в найбільшій мірі впливають на досягнення бажаного ефекту, найбільш близьким до запропонованого винаходу є буровий пристрій для розширення нижньої ділянки пробуреної свердловини, що включає корпус з породоруйнуючим наконечником, розсувні породоруйнуючі органи у вигляді поворотних куліс (плит) на осях, закріплених у корпусі, кондуктор у шк вигляді шайби, що спирається на забій раніш пробуреної свердловини і клиноподібне контактує з «» породоруйнуючими ребрами куліс при поздовжньому переміщенні корпусу відносно шайби під дією ваги корпусу і бурильних штанг (див. А. с. СРСР Мо 905448, МКИ Е21С17/00) - прототип. со В заявлюваному винаході спільними ознаками по відношенню до прототипу є корпус, розсувні ка 20 породоруйнуючи органи у вигляді поворотних куліс на осях, закріплених в корпусі, кондуктор, що спирається на забій раніш пробуреної свердловини і клиноподібне контактує з кулісами при поздовжньому переміщенні корпусу со відносно кондуктора під дією ваги корпусу і бурильних штанг.From" According to the technical essence, the achievement of the technical result and the set of features that have the greatest influence on the achievement of the desired effect, the closest to the proposed invention is a drilling device for expanding the lower section of a drilled well, which includes a body with a rock-destroying tip, sliding rock-destroying organs in the form of rotary pulleys (plates) on axes fixed in the housing, a conductor in the form of a washer, which rests on the bottom of a previously drilled well and is in wedge-like contact with the "" rock-destroying ribs of the pulleys during the longitudinal movement of the housing relative to the washer under the action of the weight of the housing and drill rods (see A. village of the USSR Mo 905448, MKY Е21С17/00) - prototype. In the claimed invention, common features in relation to the prototype are the housing, sliding ka 20 rock-breaking organs in the form of rotary pulleys on axes fixed in the housing, the conductor resting on the bottom of the previously drilled well and wedge-shaped contact with the pulleys during the longitudinal movement of the housing co relative to the conductor under the influence of the weight of the casing and drill rods.
Недоліком прототипу є неможливість виконання подальшого розширення свердловини нижче кондуктора у вигляді шайби, опертої на забій, неефективне руйнування міцних гірських порід з огляду на відсутність на 25 ребрах куліс (плит) породоруйнуючого інструменту, який не може бути використаний з огляду на необхідністьThe disadvantage of the prototype is the impossibility of further expansion of the well below the conductor in the form of a washer resting on the butt, inefficient destruction of strong rocks due to the absence of rock-breaking tools on 25 ribs (plates), which cannot be used due to the need
ГФ) ковзного контакту між кулісами і кондуктором, відсутність і неможливість виконання каналів для циркуляції бурової рідини, в зв'язку з чим грунт, що руйнується, залишається на дні свердловини, створюючи розпушений о шар, непридатний для зведення на ньому досить ефективного фундаменту (буронабивної палі), а також необхідність укорінення в грунт породоруйнуючого наконечника корпуса за відсутності вилучення зі забою 60 продуктів руйнування.HF) of sliding contact between the stage and the conductor, the absence and impossibility of making channels for the circulation of drilling fluid, due to which the crumbling soil remains at the bottom of the well, creating a loosened layer unsuitable for erecting a sufficiently effective foundation on it (drilling piles), as well as the need to root the rock-destroying tip of the casing into the ground in the absence of removal from the face of 60 destruction products.
В основу винаходу поставлено завдання: в буровому пристрої для розширюваної свердловини шляхом конструктивних удосконалень створити такі умови взаємодії елементів пристрою між собою і їх взаємодії зі забоєм утворюваної гірської виробки, за яких буде забезпечено розширення будь-якого необхідного профілю, ефективне руйнування гірських порід без обмежень за їх міцністю, ефективне видалення зі забою зруйнованої бо породи, утворення розширюваної свердловини на необмежену глибину при обмеженій висоті пристрою, надійна координація і мінімальне зношування взаєморухомих конструктивних елементів пристрою, мінімальні зношування і втрата потужності при терті пристрою об породний масив.The invention is based on the following task: in a drilling device for an expanding well, through structural improvements, create such conditions for the interaction of the device elements with each other and their interaction with the face of the formed rock formation, which will ensure the expansion of any necessary profile, the effective destruction of rocks without restrictions on due to their strength, effective removal of destroyed rock from the face, formation of an expandable well to an unlimited depth with a limited height of the device, reliable coordination and minimal wear of inter-moving structural elements of the device, minimal wear and loss of power when the device rubs against the rock mass.
Відомими суттєвими необхідними ознаками винаходу є наявність корпусу, розсувних породоруйнуючих органів у вигляді поворотних куліс на осях, що закріплені в корпусі, і кондуктора з можливістю поздовжніх переміщень відносно корпусу, клиноподібного контакту з опорними поверхнями куліс, а також використання сили ваги корпусу і приєднаних до нього елементів з опорою кондуктора на забій раніш пробуреної свердловини.Known essential and necessary features of the invention are the presence of a housing, sliding rock-breaking bodies in the form of rotary pulleys on axes fixed in the housing, and a conductor with the possibility of longitudinal movement relative to the housing, wedge-shaped contact with the support surfaces of the pulleys, as well as the use of the weight of the housing and attached to it elements with a conductor support on the bottom of a previously drilled well.
Відмітними суттєвими ознаками винаходу є: - виконання кондуктора у вигляді циліндра з радіальним пазами, похилими по відношенню до його 7/0 поздовжньої осі і такими, що вміщають опорні поверхні куліс; - оснащення всього периметра буріння в межах радіуса розширення породоруйнуючим інструментом; - виконання в корпусі циліндричної порожнини за діаметром поверхні кондуктора з можливістю його розміщення в ній; - виконання в корпусі отвору з можливістю сполучення з бурильними трубами; - виконання в кондукторі наскрізного поздовжнього отвору. Відмітними окремими суттєвими ознаками винаходу є: - подовження похилих пазів в кондукторі пазами, паралельними поздовжній осі кондуктора на відстань, що відповідає достатній глибині розширення свердловини за один прохід; - забезпечення кондуктора породоруйнуючим органом (буровим долотом) за діаметром буріння вихідної 2о свердловини (до її розширення); - забезпечення корпуса трубою, що сполучається з отвором в корпусі і телескопічно контактує з наскрізним отвором в кондукторі; - виконання в тілі кондуктора замкненої порожнини.Distinctive essential features of the invention are: - execution of the conductor in the form of a cylinder with radial grooves, inclined in relation to its 7/0 longitudinal axis and such that accommodate the support surfaces of the pulleys; - equipping the entire drilling perimeter within the expansion radius with a rock-destructive tool; - execution of a cylindrical cavity in the body according to the diameter of the surface of the conductor with the possibility of its placement in it; - execution of a hole in the body with the possibility of connection with drill pipes; - execution of a through longitudinal hole in the conductor. Distinctive individual essential features of the invention are: - lengthening of inclined grooves in the conductor with grooves parallel to the longitudinal axis of the conductor for a distance corresponding to a sufficient depth of well expansion in one pass; - provision of the conductor with a rock-destroying device (drill bit) according to the diameter of the original 2o well (before its expansion); - providing the housing with a pipe that connects to the hole in the housing and telescopically contacts the through hole in the conductor; - implementation of a closed cavity in the body of the conductor.
Виконання кондуктора у вигляді циліндра з радіальними пазами, похилими по відношенню до його с ов ПОЗДОВЖНЬОЇ Осі і такими, що вміщують опорні поверхні куліс, забезпечує розведення куліс силою ваги корпуса і приєднаних до нього елементів без проникнення корпуса в забій (на відміну від прототипу), і в сукупності з і) оснащенням периметра куліс у межах радіуса розширення породоруйнуючим інструментом забезпечує ефективне проникнення куліс в бокові стінки свердловини і утворення розширення в породах практично будь-якої міцності, при цьому виконання в корпусі циліндричної порожнини за діаметром поверхні кондуктора з со зо Можливістю його розміщення в ній забезпечує необхідне поздовжнє посування корпусу при нерухомому в поздовжньому напрямку кондукторі, а виконання в корпусі отвору з можливістю сполучення з бурильними с трубами в сукупності з виконанням в кондукторі наскрізного поздовжнього отвору забезпечує ефективне со видалення зі забою зруйнованої породи потоком бурової рідини по трубам (ерліфт), що є необхідною умовою утворення розширення в свердловині. Взаємне виконання корпуса і кондуктора в формі, по суті, гідроциліндра і « зв плунжера забезпечує їх надійну взаємну координацію. «ЕThe execution of the conductor in the form of a cylinder with radial grooves inclined in relation to its LONGITUDINAL axis and such that accommodate the support surfaces of the rockers, ensures separation of the rockers by the force of the weight of the body and the elements attached to it without penetration of the body into the butt (unlike the prototype), and in combination with i) equipping the perimeter of the pulleys within the radius of expansion with a rock-breaking tool ensures effective penetration of the pulleys into the side walls of the well and the formation of expansion in rocks of almost any strength, at the same time, the execution of a cylindrical cavity in the body according to the diameter of the surface of the conductor with the possibility of its placement in it ensures the necessary longitudinal movement of the casing when the conductor is stationary in the longitudinal direction, and the execution of a hole in the casing with the possibility of connection with drill pipes in combination with the execution of a through longitudinal hole in the conductor ensures effective removal of destroyed rock from the face by the flow of drilling fluid through the pipes (airlift), which is a necessary condition for the formation of expansion in the well. The mutual execution of the body and the conductor in the form, in fact, of a hydraulic cylinder and a plunger ensures their reliable mutual coordination. "IS
Подовження похилих пазів в кондукторі пазами, паралельними поздовжній осі кондуктора на висоту, що відповідає висоті розширення свердловини за один прохід, як окрема суттєва ознака винаходу, забезпечує розведення куліс і подальше розширення нижньої ділянки свердловини на необхідну глибину при спільному обертанні корпуса і кондуктора і звільненні кондуктора як від передачі породоруйнуючих навантажень, так і від « 70 втрат потужності на тертя торця кондуктора об забій раніш пробуреної свердловини. в с Спорядження кондуктора породоруйнуючим органом (буровим долотом) за діаметром буріння вихідноїThe extension of inclined grooves in the conductor with grooves parallel to the longitudinal axis of the conductor to a height that corresponds to the height of the expansion of the well in one pass, as a separate essential feature of the invention, ensures the separation of the rocker and further expansion of the lower part of the well to the required depth during the joint rotation of the casing and the conductor and the release of the conductor both from the transmission of rock-destroying loads, and from « 70 power losses due to the friction of the end of the conductor against the bottom of the previously drilled well. in c Equipment of the conductor with a rock-destroying device (drill bit) according to the diameter of the original drilling
Й свердловини (до її розширення), як окрема суттєва ознака винаходу, забезпечує розширення свердловини на а необмежену глибину одночасно з вибурюванням центральної частини свердловини.And the well (before its expansion), as a separate essential feature of the invention, ensures the expansion of the well to an unlimited depth simultaneously with the drilling of the central part of the well.
Спорядження корпуса трубою, що сполучається з отвором в корпусі і телескопічне контактує з наскрізним отвором в кондукторі, як окрема суттєва ознака винаходу, дозволяє виключити накопичення подрібненої породи ї5» в порожнині корпусу і її засмічення.Equipping the housing with a pipe that connects to the hole in the housing and telescopically contacts the through hole in the conductor, as a separate essential feature of the invention, allows you to exclude the accumulation of crushed rock Я5" in the cavity of the housing and its clogging.
Виконання в тілі кондуктора замкненої порожнини, як окрема суттєва ознака винаходу, дозволяє зменшити ве вагу кондуктора і знизити втрати потужності при його терті об забій.The implementation of a closed cavity in the body of the conductor, as a separate essential feature of the invention, allows reducing the weight of the conductor and reducing power losses when it rubs against the face.
Го! На фіг1 - 4 представлені приклади можливого конструктивного виконання запропонованого бурового 5р пристрою для розширення свердловини і графічні пояснення його функціонування. ю Фіг. 1 - загальний вигляд бурового пристрою (поздовжній розріз) у неробочому стані. с Фіг 2 - фрагмент пристрою в проміжний момент розведення породоруйнуючих органів при виконанні розширення свердловини.Go! Figs 1 - 4 present examples of a possible constructive implementation of the proposed drilling 5r device for expanding the well and graphical explanations of its functioning. Fig. 1 - general view of the drilling device (longitudinal section) in the non-working state. c Fig. 2 - a fragment of the device at the intermediate moment of diluting the rock-crushing organs during the expansion of the well.
Фіг. З - загальний вигляд пристрою в момент закінчення розведення породоруйнуючих органів при виконанні розширення свердловини.Fig. C - the general view of the device at the end of the dilution of the rock-crushing organs during the expansion of the well.
Фіг. 4 - фрагмент пристрою, що відповідає окремій суттєвій ознаці винаходу, в робочому стані. (Ф, Запропонований буровий пристрій має корпус 1, розсувні породоруйнуючи органи у вигляді поворотних куліс ка 2, сполучених з корпусом за допомогою осей З і споряджених породоруйнуючим інструментом (як приклад - різцями) 4 по всьому периметру, що відповідає радіусу розширення. Всередині корпусу 1 виконано циліндричну бор порожнину 5, в яку, як поршень, входить циліндричний кондуктор 6 з можливістю осьових переміщень відносно корпуса. В кондукторі 6 виконані пази 7 з поверхнями 8, похилими по відношенню до поздовжньої осі 9 пристрою.Fig. 4 - a fragment of the device corresponding to a separate essential feature of the invention, in working condition. (F, The proposed drilling device has a body 1, sliding rock-destroying bodies in the form of rotary rockers 2, connected to the body with the help of axes Z and equipped with a rock-destroying tool (as an example - cutters) 4 along the entire perimeter, which corresponds to the expansion radius. Inside the body 1 a cylindrical bore cavity 5 is made, which, like a piston, includes a cylindrical conductor 6 with the possibility of axial movement relative to the body. Grooves 7 with surfaces 8 inclined to the longitudinal axis 9 of the device are made in the conductor 6.
В ці пази входять опорні елементи 10 і 11 куліс 2. В кондукторі 6 виконаний наскрізний поздовжній канал 12 діаметром а. Отвір такого ж діаметра виконано в торцевій частині 13 корпуса 1.These grooves include the support elements 10 and 11 of the slide 2. In the conductor 6, a through longitudinal channel 12 with a diameter of a is made. A hole of the same diameter is made in the end part 13 of the body 1.
До корпуса 1, як окремий варіант конструкції, приєднано осьову трубу 14, яку телескопічне з'єднано з 65 Кондуктором 6 і сполучено з отвором в торцевій частині 13 корпуса; з'єднання споряджене ущільненням 15.An axial pipe 14 is attached to the housing 1 as a separate design variant, which is telescopically connected to the 65 Conductor 6 and connected to the opening in the end part 13 of the housing; the connection is equipped with a seal 15.
Пази 7 з похилими поверхнями 8 (похилі пази) подовжуються в кондукторі, як окремий варіант конструкції,Grooves 7 with inclined surfaces 8 (inclined grooves) are extended in the conductor, as a separate design option,
пазами 16, паралельними поздовжній осі пристрою з можливістю вміщення опорних елементів 10 і 11 куліс.grooves 16, parallel to the longitudinal axis of the device with the possibility of placing support elements 10 and 11 of the curtain.
Висота п пазів 7 і 16 відповідає глибині порожнини 5 в корпусі 1.The height n of the grooves 7 and 16 corresponds to the depth of the cavity 5 in the housing 1.
В корпусі 1 виконано пази 17, що частково вміщають куліси 2.Grooves 17 are made in the body 1, which partially accommodate the curtains 2.
До торця 18 кондуктора, як окремий варіант конструкції, приєднано бурове долото 19 (див. фіг. 4) з шарошечним інструментом 20.A drill bit 19 (see Fig. 4) with a spherical tool 20 is attached to the end 18 of the conductor as a separate design option.
В тілі кондуктора 6, як окремий варіант конструкції, виконано замкнену кільцеву порожнину 21.In the body of the conductor 6, as a separate variant of the design, a closed annular cavity 21 is made.
В стані, що відповідає фіг. 1, пристрій приєднується до бурильних труб 22 і опускається в раніш пробурену свердловину до торкання її забою торцем 18 кондуктора 6. Після включення системи циркуляції бурової рідини, 70 потік якої входить в радіальний отвір 23, виконаний в кондукторі, він піднімається по каналу 12, осьовій трубі 14 (або безпосередньо через порожнину 5, якщо трубу 14 не введено в пристрій), через бурильні труби 22 і далі виходить на поверхню. Через бурильні труби (або від занурюваного приводу) корпус 1 обертається. Потім пристрою передається осьове навантаження (як різниця між вагою корпуса 1 з приєднаними до нього деталями в сукупності з буровою колоною і зусиллям підвішування на гаку бурового станка на поверхні). Вказане осьове /5 навантаження передається через осі З і опорні елементи 11 куліс 2 на похилі поверхні 8 кондуктора 6 ї, в кінцевому рахунку, на забій свердловини (в сумі з вагою самого кондуктора). Похилі поверхні 8 клиноподібне взаємодіють з опорними елементами 11, внаслідок чого на кулісах 2 виникає момент обертання куліс навколо осей З в бік проникнення куліс в бокові стінки виробки. По мірі опускання корпуса 1 відносно нерухомого в осьовому напрямку кондуктора б куліси поступово розходяться в радіальному напрямку, причому породоруйнуючий інструмент 4 |(різцевий, наприклад) створює за межами діаметра раніш пробуреної свердловини кільцеподібний вруб (фіг. 2), що забезпечується розміщенням породоруйнуючого інструмента 4 по всьому периметру контакту куліс з гірським масивом. Виконання порожнини 5 в корпусі і кондукторі б на зразок гідроциліндра і плунжера в ньому забезпечує їх надійну взаємну координацію. Описаний механізм розведення куліс діє до закінчення похилих поверхонь 8 в пазах 7 (фіг. 2), після чого розклинююча дія кондуктора сч ов припиняється. Подальше розведення куліс під дією осьового навантаження відбувається за рахунок опори нижніх ребер куліс на уже сформовану частину кільцевого вруба. При цьому площа опори на забій нижніх ребер і) куліс 2 значно перевищує площу опори на забій радіально направленої частини ребер при початковій рівновазі вертикальної К, і радіальної К, реакцій, що діють на кулісу 2. По мірі розведення куліс реакція К зростає при незмінному значенні К,. Розведення куліс закінчується при досягненні неозброєною частиною верхніх ребер соIn the state corresponding to fig. 1, the device is connected to the drill pipes 22 and is lowered into the previously drilled well until touching its face with the end 18 of the conductor 6. After turning on the drilling fluid circulation system, the flow 70 of which enters the radial hole 23 made in the conductor, it rises through the channel 12, axial pipe 14 (or directly through cavity 5, if pipe 14 is not inserted into the device), through drill pipes 22 and further to the surface. Through the drill pipes (or from the submersible drive), the casing 1 rotates. Then the axial load is transferred to the device (as the difference between the weight of the body 1 with the parts attached to it in combination with the drill string and the force of hanging on the hook of the drilling rig on the surface). The specified axial /5 load is transmitted through the axes of Z and the supporting elements 11 of the slide 2 on the inclined surface 8 of the conductor 6th, ultimately, to the bottom of the well (together with the weight of the conductor itself). The inclined surfaces 8 wedge-like interact with the supporting elements 11, as a result of which the moment of rotation of the curtains around the axes C in the direction of penetration of the curtains into the side walls of the product occurs on the curtains 2. As the housing 1 is lowered relative to the axially stationary conductor b, the curtains gradually diverge in the radial direction, and the rock-breaking tool 4 (cutting tool, for example) creates an annular notch outside the diameter of the previously drilled well (Fig. 2), which is provided by the placement of the rock-breaking tool 4 along the entire perimeter of the contact of the backstage with the mountain massif. The execution of the cavity 5 in the body and the conductor b like a hydraulic cylinder and a plunger in it ensures their reliable mutual coordination. The described mechanism for spreading the wings operates until the end of the inclined surfaces 8 in the grooves 7 (Fig. 2), after which the wedging action of the conductor of the current stops. Further separation of the curtain under the action of the axial load occurs due to the support of the lower ribs of the curtain on the already formed part of the ring notch. At the same time, the area of support for the impact of the lower ribs i) of the slide 2 significantly exceeds the area of the support for the impact of the radially directed part of the ribs at the initial equilibrium of the vertical K and radial K of the reactions acting on the stage 2. As the slides are separated, the reaction K increases at a constant value K,. Breeding the wings ends when the unarmed part of the upper ribs reaches the upper ribs
Зо Куліс опорних поверхонь 24, виконаних в корпусі 1. Радіус розширення, що визначається довжиною куліси, конструктивно не обмежений, він може перевищувати подвійний радіус розширюваної свердловини. сZ Kulis support surfaces 24, made in the case 1. The radius of expansion, determined by the length of the kulis, is not structurally limited, it can exceed twice the radius of the expanding well. with
Подальше розширення свердловини на проектну глибину може відбуватись, як окремий варіант, за рахунок о подальшого опускання корпуса 1 вздовж кондуктора б (див. фіг. 3), причому забезпечується поступове розміщення верхньої частини кондуктора б в порожнині 5, виконаної в корпусі 1. При цьому кондуктор 6 не « з5 сприймає породоруйнуючого осьового навантаження, чим забезпечується зниження втрат потужності на тертя «г торця кондуктора об забій свердловини. Такий процес може продовжуватися до торкання забою опорними елементами 11 куліс 2.Further expansion of the well to the design depth can occur, as a separate option, due to the further lowering of the housing 1 along the conductor b (see Fig. 3), and the gradual placement of the upper part of the conductor b in the cavity 5 made in the housing 1 is ensured. the conductor 6 does not perceive the rock-destroying axial load, which ensures a reduction in power losses due to the friction of the end of the conductor against the bottom of the well. This process can continue until the support elements 11 of the slide 2 touch the slaughter.
Опорні елементи 11 і 10 куліс 2 входять в пази 7 кондуктора 6, за рахунок чого забезпечується обертання кондуктора спільно з корпусом 1 і виключається суттєве зношування контактуючих поверхонь корпуса і « Кондуктора в порожнині 5. Подібну функцію виконують також поздовжні пази 16, що подовжують похилі пази 7 пт») с кондуктора. . При необхідності розширення свердловини на більшу глибину (зокрема, при буровому добуванні алмазної и?» руди), або обмеженій висоті пристрою він піднімається на поверхню після початку розширення повним діаметром, до торця 18 кондуктора, як окремий варіант пристрою, приєднується бурове долото 19 з шарошечним інструментом 20 (фіг. 4). При опусканні пристрою в свердловину і опиранні бурового долота на їх забій відбувається подальше насування корпуса 1 на кондуктор 6, куліси 2 розводяться аналогічно описаній вище схемі, а потім виконується буріння свердловини долотом 19 з одночасним її розширенням на необмежену ве глибину.The supporting elements 11 and 10 of the slider 2 are inserted into the grooves 7 of the conductor 6, due to which the rotation of the conductor together with the housing 1 is ensured and significant wear of the contacting surfaces of the housing and the conductor in the cavity 5 is excluded. A similar function is also performed by the longitudinal grooves 16, which extend the inclined grooves 7 pt") from the conductor. . If it is necessary to expand the well to a greater depth (in particular, when drilling diamond ore ore), or the device is limited in height, it rises to the surface after the start of expansion with its full diameter, a drill bit 19 with a ball is attached to the end 18 of the conductor as a separate device tool 20 (Fig. 4). When the device is lowered into the well and the drill bit is pressed against their bottom, the body 1 is pushed further on the conductor 6, the pulleys 2 are extended similarly to the scheme described above, and then the well is drilled with the bit 19 while simultaneously expanding it to an unlimited depth.
Го! Щоб уникнути осідання подрібненої породи в порожнині 5, як в значно розширеній частині каналу гідровиносу 5р пульпи, де швидкість потока падає, до корпуса 1 (фіг. 1) приєднано, як окремий варіант пристрою, осьову трубу ю 14, що телескопічне входить в центральний канал 12 кондуктора 6, спорядженого ущільненням 15, так що потік с бурової рідини піде по трубі 14, обмиваючи порожнину 5. При русі куліс 2 вздовж пазів 16 торець 18 кондуктора зазнає тертя об забій раніш пробуреної свердловини тільки під власною вагою за вирахуванням архімедової сили. Для зниження тиску на забій торцевої поверхні 18 і її зношування при обертанні кондуктора 6 в його тіліGo! In order to avoid the sedimentation of crushed rock in the cavity 5, as in the significantly expanded part of the hydraulic removal channel 5p of the pulp, where the flow rate drops, an axial pipe 14, which telescopically enters the central channel, is attached to the body 1 (Fig. 1) as a separate device variant 12 of the conductor 6, equipped with a seal 15, so that the flow of drilling fluid will go along the pipe 14, washing the cavity 5. When the slide 2 moves along the grooves 16, the end 18 of the conductor experiences friction against the bottom of the previously drilled well only under its own weight minus the Archimedean force. To reduce the pressure on the end surface 18 and its wear during the rotation of the conductor 6 in its body
Виконано замкнену порожнину 21, за рахунок чого зменшується вага кондуктора.A closed cavity 21 is made, due to which the weight of the conductor is reduced.
За рахунок форми похилих поверхонь 8 і розмірів куліс 2 може бути забезпечений потрібний профіль (Ф, розширення свердловини. При бурінні свердловини малого діаметра зруйнована порода видаляється зі забою ка вихідним потоком бурової рідини по затрубному простору, а подається рідина від насоса по бурильним трубам 22, порожнині 5 і каналу 12.Due to the shape of the inclined surfaces 8 and the dimensions of the pulleys 2, the desired profile (F, expansion of the well) can be provided. When drilling a well of small diameter, the destroyed rock is removed from the face by the output flow of drilling fluid through the annular space, and the fluid is supplied from the pump through the drill pipes 22, cavity 5 and channel 12.
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA98084229A UA44828C2 (en) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | DRILLING DEVICE FOR WELL EXPANSION |
| RU99116841/03A RU2170804C2 (en) | 1998-08-04 | 1999-08-03 | Drilling device for expanded hole |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA98084229A UA44828C2 (en) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | DRILLING DEVICE FOR WELL EXPANSION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA44828C2 true UA44828C2 (en) | 2002-03-15 |
Family
ID=21689290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA98084229A UA44828C2 (en) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | DRILLING DEVICE FOR WELL EXPANSION |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2170804C2 (en) |
| UA (1) | UA44828C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2719880C1 (en) * | 2019-12-09 | 2020-04-23 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Expander for simultaneous drilling and expansion on casing string |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013000771A1 (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-24 | Herrenknecht Ag | Apparatus for removing cuttings |
| CN107178315B (en) * | 2017-06-14 | 2023-09-12 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | Near-bit composite torsion-reducing rock breaking device |
| CN113846972B (en) * | 2021-10-26 | 2023-08-11 | 国能神东煤炭集团有限责任公司 | Reaming device and reaming method |
-
1998
- 1998-08-04 UA UA98084229A patent/UA44828C2/en unknown
-
1999
- 1999-08-03 RU RU99116841/03A patent/RU2170804C2/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2719880C1 (en) * | 2019-12-09 | 2020-04-23 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Expander for simultaneous drilling and expansion on casing string |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2170804C2 (en) | 2001-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2234584C1 (en) | Well reamer | |
| RU2553697C2 (en) | Drill to make circular wells | |
| WO2003056128A1 (en) | Apparatus for translating a rotary expander tool downhole | |
| CN215211016U (en) | Anchor rod drilling bottom-expanding grouting complete device | |
| CN211737048U (en) | Reaming and casing pipe laying integrated complete drilling tool | |
| UA44828C2 (en) | DRILLING DEVICE FOR WELL EXPANSION | |
| RU2117747C1 (en) | Bore-hole reamer | |
| US428021A (en) | Richard p | |
| KR101977444B1 (en) | Method for enlarging holes and bit therefore | |
| RU2612166C1 (en) | Expander | |
| EP0269638B1 (en) | A method and a device for deep hole drilling | |
| RU2027843C1 (en) | Hole reamer | |
| RU2229582C1 (en) | Hydraulically expanding underreamer | |
| RU2718666C1 (en) | Deflector for directed drilling of wells with core sampling at intervals of artificial deviation | |
| RU2179618C2 (en) | Hole reamer | |
| CN111140177A (en) | Reaming and casing pipe laying integrated complete drilling tool | |
| RU2119036C1 (en) | Universal reamer | |
| RU2759140C1 (en) | Collapsible bit | |
| JP2003161091A (en) | Diameter-enlarging excavator | |
| RU214699U1 (en) | Filter shoe | |
| CN211058780U (en) | Rotatable releasing device for oil and gas well pipe column | |
| CN214944011U (en) | Composite drill bit | |
| SU1509534A1 (en) | Arrangement for drilling large-diameter vertical holes with permanent lining | |
| CN215565742U (en) | Expandable well drilling bit | |
| CN113323053B (en) | Pile pressing and digging machine for rotary pipe |