RU2166606C1

RU2166606C1 - Expander of cutting type

Info

Publication number: RU2166606C1
Application number: RU2000105110/03A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Райхерт; А.Г. Мессер; Г.П. Чайковский; С.Л. Райхерт
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника"
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2001-05-10

Abstract

FIELD: drilling equipment, drilling tools. SUBSTANCE: proposed expander can be used to drill horizontal boreholes of large diameter to lay main service lines under natural obstacles and engineering structures. Expander comes in the form of body made of thick-wall pipe, disc with forks placed over circumference in which axles with rotary bits fitted with cutters are positioned and centering mount with ribs manufactured in the form of pipe and flange with guiding gusset plates. Width of forks in plane of axis of expander is less than diameter of rotary bits. Hydraulic monitoring checkers are installed in disc and flange of centering mount and flushing ducts are made in body. EFFECT: increased efficiency of expansion of shaft of borehole thanks to possibility of its working in reverse direction, liquidation of gutters and local distortions, raised wear resistance of expander. 2 dwg

Description

Расширитель режущего типа относится к буровой технике, а именно к буровому инструменту, и может быть использован для бурения горизонтальных скважин специального назначения большого диаметра с целью прокладывания магистральных коммуникаций под естественными преградами и инженерными сооружениями, а также для бурения вертикальных скважин. The cutting type extender relates to drilling equipment, namely to a drilling tool, and can be used for drilling large-diameter horizontal special-purpose wells for the purpose of laying trunk communications under natural barriers and engineering structures, as well as for drilling vertical wells.

Известен расширитель для расширения скважин, включающий корпус с узлами расширения, выполненными в виде шарошки, смонтированной на опорном валу, закрепленном в корпусе расширителя. (Бергштейн О.Ю., Великосельский М.А. и Вугин Р. Б. Совершенствование методов и средств отбора керна в глубоком бурении. - М. : Недра, 1977, с. 157). Существенным недостатком является нарушение обсадной колонны, внутрь которой спускают расширитель с шарошками, а также износ самих шарошек при спуске. Known extender for expanding wells, comprising a housing with expansion nodes, made in the form of cones mounted on a support shaft mounted in the housing of the expander. (Bergshtein O.Yu., Velikoselsky M.A. and Vugin R. B. Improving core sampling methods and means in deep drilling. - M.: Nedra, 1977, p. 157). A significant drawback is the violation of the casing string, into which the expander with cones is lowered, as well as the wear of the cones themselves during descent.

Ближайшим техническим решением, выбранным авторами за прототип, является расширитель режущего типа, состоящий из выполненного в виде толстостенной трубы корпуса, закрепленного на нем диска, на котором по окружности установлены вилки с размещенными в них осями с шарошками, оснащенными резцами, и центратора с ребрами (Научно-технический и производственный ж. "Нефтяное хозяйство". - М.: Топливо и энергетика, 1993, N 1, с. 4-5). The closest technical solution chosen by the authors for the prototype is a cutting type extender, consisting of a body made in the form of a thick-walled pipe, a disk mounted on it, forks with axes mounted on them with cones equipped with cutters, and a centralizer with ribs ( Scientific-technical and industrial railway "Oil Economy". - M.: Fuel and Energy, 1993, N 1, p. 4-5).

Недостаток известного расширителя заключается в том, что отсутствует возможность проработки и расширения ствола скважины в обратном направлении, кроме того, при работе устройства происходит износ его передней части и потеря диаметра. A disadvantage of the known expander is that it is not possible to study and expand the wellbore in the opposite direction, in addition, when the device is operated, its front part is worn out and the diameter is lost.

Задачей изобретения является повышение эффективности расширения ствола скважины за счет возможности проработки его в обратном направлении, ликвидации желобов и локальных искривлений, а также повышение износостойкости устройства. The objective of the invention is to increase the efficiency of the expansion of the wellbore due to the possibility of working it out in the opposite direction, eliminating gutters and local curvatures, as well as increasing the wear resistance of the device.

Поставленная задача решается за счет того, что в расширителе режущего типа, состоящем из выполненного в виде толстостенной трубы корпуса, закрепленного на нем диска, на котором по окружности установлены вилки с размещенными в них осями с шарошками, оснащенными резцами, и центратора с ребрами, ширина вилок в плоскости оси расширителя меньше диаметра шарошек, а центратор выполнен в виде трубы и фланца с размещенными на нем направляющими косынками, причем в диске и фланце центратора установлены гидромониторные насадки, а в корпусе выполнены промывочные каналы для сообщения его полости с полостью центратора. The problem is solved due to the fact that in the extender of the cutting type, consisting of a body made in the form of a thick-walled pipe, a disk fixed on it, on which forks with axes placed in them with cones equipped with cutters, and a centralizer with ribs are installed, width the forks in the plane of the axis of the expander is smaller than the diameter of the cones, and the centralizer is made in the form of a pipe and a flange with guiding kerchiefs placed on it, moreover, hydraulic monitor nozzles are installed in the disk and the centralizer flange, and in the case flushing channels for communicating its cavity with the cavity of the centralizer.

Сущность изобретения заключается в следующем. Благодаря выполнению ширины вилок в плоскости оси расширителя меньше диаметра шарошек возможно осуществлять проработку ствола в обратном направлении и одновременно ликвидировать желоба и локальные искривления, при этом потоком промывочной жидкости, прокачиваемой через гидромониторные насадки, обеспечивается равномерный вынос породы, кроме того, промывочная жидкость, проходящая через гидромониторные насадки, установленные в диске и фланце центратора и защищенные от повреждения размещенными на фланце косынками, уменьшает износ центратора. The invention consists in the following. Due to the implementation of the width of the forks in the plane of the axis of the expander less than the diameter of the cones, it is possible to drill through the barrel in the opposite direction and at the same time eliminate the troughs and local curvature, while the flow of flushing fluid pumped through the hydraulic nozzles ensures uniform rock outflow, in addition, flushing fluid passing through hydraulic nozzles installed in the centralizer disk and flange and protected from damage by the scarves placed on the flange, reduces cent wear a radiator.

Заявляемое устройство поясняется чертежом. The inventive device is illustrated in the drawing.

На фиг. 1 изображен общий вид предложенного расширителя; на фиг. 2 - сечение по А-А расширителя. In FIG. 1 shows a General view of the proposed expander; in FIG. 2 is a section along AA of the expander.

Расширитель режущего типа состоит из корпуса, шарошек и центратора. Корпус включает толстостенную трубу 1 и диск с вилками 2 и косынками 3. На установленных в вилках осях 4 размещены шарошки 5, оснащенные резцами. Непосредственно к диску с вилками 2 присоединен центратор, включающий трубу 6, фланец 7 и направляющие косынки 8. На наружной поверхности трубы 6 центратора установлены спиральные ребра 9. Толстостенная труба 1 корпуса по обоим концам имеет присоединительные резьбы 10 и каналы 11 для сообщения с внутренней полостью 12 трубы 6 центратора. Для прохождения промывочной жидкости в диске выполнены каналы 13, в диске и фланце установлены гидромониторные насадки 14. The cutting type expander consists of a body, cones and a centralizer. The casing includes a thick-walled pipe 1 and a disk with forks 2 and scarves 3. On the axes 4 installed in the forks, there are 5 cones equipped with cutters. A centralizer is connected directly to the disk with forks 2, including a pipe 6, a flange 7 and guiding scarves 8. On the outer surface of the centralizer pipe 6, spiral ribs 9 are installed. The thick-walled housing pipe 1 at both ends has connecting threads 10 and channels 11 for communication with the internal cavity 12 pipes 6 centralizers. To pass the flushing fluid in the disk, channels 13 are made; in the disk and flange, hydraulic monitor nozzles 14 are installed.

Расширитель режущего типа работает следующим образом. В пробуренный по дуге с заданной траекторией и выходом на дневную поверхность пилотный ствол специальной скважины спускают расширитель режущего типа, соединенный посредством присоединительных резьб 10 с буровыми штангами, передающих крутящий момент с одной стороны и осевую нагрузку с другой стороны. Подаваемая насосами жидкость, проходящая через буровые штанги, каналы 13, каналы 11, гидромониторные насадки 14 расширителя режущего типа, обеспечивает очистку от выбуренного шлама шарошек 4, предотвращая образование сальников на центраторе и направляющих косынках 7, предназначенных для защиты насадок от повреждения и увеличения прочности центратора. Шарошки 5, имея диаметр, больший, чем ширина вилок диска 2, обеспечивают разрушение забоя скважины при движении расширителя режущего типа вперед, а при движении расширителя в обратном направлении обеспечивается проработка ствола скважины по периферийной зоне шарошками 5, а в центральной - косынками 3, при этом одновременно разрушаются желоба и уменьшаются локальные искривления ствола скважины. The extender cutting type operates as follows. A special type extender is lowered into the pilot shaft of a special well drilled along an arc with a predetermined path and exit to the day surface, connected by means of connecting threads 10 to drill rods transmitting torque on one side and axial load on the other side. Pumped fluid passing through the drill rods, channels 13, channels 11, hydraulic nozzles 14 of the cutting-type expander provides cleaning of drill cuttings 4 cuttings, preventing the formation of glands on the centralizer and guiding scarves 7, designed to protect the nozzles from damage and increase the strength of the centralizer . The cones 5, having a diameter larger than the width of the forks of the disk 2, ensure the destruction of the borehole bottom when the cutting type extender moves forward, and when the expander moves in the opposite direction, the borehole is worked through the peripheral zone with cones 5, and in the central one, with scarves 3, This simultaneously destroys the gutters and decreases the local curvature of the wellbore.

По предлагаемому техническому решению разработан и испытан технологический размерный ряд расширителей режущего типа, позволяющий расширять ствол специальной скважины диаметром от 300 мм до 1400 мм. According to the proposed technical solution, a technological size range of cutting type expanders has been developed and tested, which allows to expand the trunk of a special well with a diameter of 300 mm to 1400 mm.

Расширитель режущего типа позволяет осуществлять эффективное расширение пилотного ствола специальной скважины в прямом и обратном направлении с ликвидацией желобов и локальных искривлений ствола, что позволяет значительно сократить время и уменьшить финансовые затраты на строительство скважины. The cutting type expander allows for the effective expansion of the pilot wellbore of a special well in the forward and reverse direction with the elimination of grooves and local curvature of the wellbore, which can significantly reduce time and reduce financial costs for well construction.

Claims

Cutting type extender, consisting of a case made in the form of a thick-walled tube, a disk fixed on it, on which forks with axes with cutters equipped with cutters are mounted around them, and a centralizer with ribs, characterized in that the width of the forks in the plane of the axis of the expander smaller than the diameter of the cones, and the centralizer is made in the form of a pipe and a flange with guiding scarves placed on it, moreover, hydraulic monitor nozzles are installed in the disk and flange of the centralizer, and washing channels for of the cavity of his cavity with the cavity of the centralizer.