RU2327026C2 - Device for hole boring - Google Patents

Abstract

FIELD: mining engineering.

SUBSTANCE: device includes boring column, pilot-chisel, outer tube with massive material destroying changeable aspirails and fixed with pilot-chisel, and hung with key adapter on boring column, inner tube, fixed with boring column, inner and outer leader areas. Key adapter is hung to boring column through the inner tube with ability or limited radial-axial mobility. Inner and outer tubes are fitted with frontal parts for buff load transfer to massive material destroying aspirails and pilot-chisel.

EFFECT: widening of usage sphere, improving of commercial boring speed and durability of material destroying bodies in one and a half-two times.

1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для бурения скважин на воду, нефть, газ и скважин подземного выщелачивания.The invention relates to mining, in particular to devices for drilling wells for water, oil, gas and underground leaching wells.

Известно устройство для бурения скважин, включающее бурильную колонну, бурильную головку с конической режущей и калибрирующей частями и опорной частью [1].A device for drilling wells, including a drill string, a drill head with a tapered cutting and calibrating parts and a supporting part [1].

Недостатком устройства является жесткая связь бурильной колонны с бурильной головкой и необходимость в связи с этим алмазного оснащения режущих и опорных частей бурильной головки для снижения вибрационной нагрузки и сил трения.The disadvantage of this device is the rigid connection of the drill string with the drill head and the need for diamond equipment of the cutting and supporting parts of the drill head in order to reduce vibration load and friction forces.

Целесообразная область использования известного устройства ограничена бурением в плотных однородных породах.A suitable area of use of the known device is limited to drilling in dense homogeneous rocks.

Известно также устройство для бурения скважин, включающее бурильную колонну, пилот-долото, корпус с подвижно установленным расширителем [2].A device for drilling wells, including a drill string, a pilot bit, a housing with a movably mounted expander [2] is also known.

Недостатком устройства является жесткая связь бурильной колонны с корпусом и пилот-долотом и невозможность использования вибрационной нагрузки в качестве продуктивной.The disadvantage of this device is the rigid connection of the drill string with the body and the pilot bit and the inability to use vibration load as a productive one.

Наиболее близким к изобретению является устройство для бурения скважин, включающее бурильную колонну, долото, наружную и внутреннюю трубы, соединенные жестко с долотом и бурильной колонной и шарнирным узлом связи труб, гасящим вибрационную нагрузку [3].Closest to the invention is a device for drilling wells, including a drill string, drill bit, outer and inner pipes connected rigidly to the drill bit and drill string and a hinged pipe coupling absorbing vibration load [3].

Недостатком известного устройства является узкая область использования и эффективности в связи с низкой нагрузочной способностью устройства.A disadvantage of the known device is a narrow area of use and efficiency due to the low load capacity of the device.

Задачей настоящего изобретения является повышение области использования и эффективности за счет повышения нагрузочной способности и обеспечения оптимального использования вибрационной нагрузки в качестве продуктивной.The objective of the present invention is to increase the field of use and efficiency by increasing the load capacity and ensuring optimal use of vibration load as a productive one.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для бурения скважин, включающем бурильную колонну, пилот-долото, наружную и внутреннюю трубы, соединенные жестко с пилот-долотом и бурильной колонной соответственно, наружная и внутренняя трубы выполнены соответственно с внутренними и наружными ведущими участками, соединенными с возможностью ограниченной радиально-осевой подвижности, наружная труба с пилот-долотом подвешена на внутренней трубе посредством опорного переводника.The problem is solved in that in a device for drilling wells, including a drill string, pilot bit, outer and inner pipes connected rigidly to the pilot bit and drill string, respectively, the outer and inner pipes are respectively made with inner and outer leading sections connected with the possibility of limited radial-axial mobility, the outer pipe with a pilot bit is suspended on the inner pipe by means of a support sub.

Кроме того, наружная труба выполнена с пазами на наружной поверхности и снабжена сменными породоразрушающими лопастями, установленными в пазах.In addition, the outer pipe is made with grooves on the outer surface and is equipped with replaceable rock cutting blades installed in the grooves.

Также сменные породоразрушающие лопасти выполнены в виде калибраторов или с шарошечными лапами и калибрирующими верхними частями, или с коническими режущими нижними и калибрирующими верхними частями.Also, replaceable rock cutting blades are made in the form of calibrators or with roller cones and calibrating upper parts, or with conical cutting lower and calibrating upper parts.

Сущность изобретения пояснена чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Устройство включает бурильную колонну 1, пилот-долото 2, наружную трубу 3, соединенную с пилот-долотом жестко, внутреннюю трубу, соединенную жестко с бурильной колонной 1. Наружная и внутренняя трубы выполнены с внутренними и наружными ведущими участками 5, 6, соединенными с возможностью ограниченной радиально-осевой подвижности, в виде многогранного или шпоночного соединения. Наружная труба 3 с пилот-долотом 2 подвешена на внутренней трубе 4 посредством опорного переводника 7, присоединенного к верхней части наружной трубы 3.The device includes a drill string 1, a pilot bit 2, an outer pipe 3 rigidly connected to the pilot bit, an inner pipe rigidly connected to the drill string 1. The outer and inner pipes are made with inner and outer driving sections 5, 6, connected with the possibility limited radial-axial mobility, in the form of a multifaceted or keyed connection. The outer pipe 3 with the pilot bit 2 is suspended on the inner pipe 4 by means of a support sub 7 connected to the upper part of the outer pipe 3.

Наружная труба 3 выполнена с пазами 8 на наружной поверхности и снабжена сменными породоразрушающими лопастями 9, установленными в пазах 8, выполненными, например, типа ласточкин хвост.The outer pipe 3 is made with grooves 8 on the outer surface and is equipped with removable rock cutting blades 9 installed in the grooves 8, made, for example, such as a dovetail.

На чертеже показаны породоразрушающие лопасти, выполненные с нижней конической режущей частью 10 и верхней калибрирующей частью 11. В качестве сменных породоразрушающих лопастей устройство комплектуется также калибрирующими лопастями и лопастями с нижней шарошечной лапой и верхней калибрирующей частью, на чертеже не показано.The drawing shows rock-cutting blades made with a lower conical cutting part 10 and an upper calibrating part 11. As replaceable rock-cutting blades, the device is also equipped with calibrating blades and blades with a lower roller foot and an upper calibrating part, not shown in the drawing.

Ограниченная радиально-осевая подвижность наружной и внутренней труб относительно друг друга выполнена за счет подвижной посадки, ведущих участков труб и осевого зазора между нижним торцом внутренней трубы 4 и верхним торцом переводника 12.The limited radial-axial mobility of the outer and inner pipes relative to each other is due to the movable fit, the leading sections of the pipes and the axial clearance between the lower end of the inner pipe 4 and the upper end of the sub 12.

В качестве пилот-долота 2 могут быть взяты долота различного типоразмера, в том числе и бурильные головки. Опорный переводник 7 и переводник 12 выполнены с учетом перекрытия пазов 8.As a pilot bit 2 can be taken bits of various sizes, including drill heads. The supporting sub 7 and the sub 12 are made taking into account the overlapping of the grooves 8.

Работа устройства заключается в следующем: согласно геотехническим условиям бурения скважины готовится устройство требуемого варианта комплектации. Бурение производится со сменой типоразмеров пилот-долота и породоразрушающих лопастей по мере надобности.The operation of the device is as follows: according to the geotechnical conditions of well drilling, the device of the required configuration is being prepared. Drilling is carried out with a change in the standard sizes of the pilot bit and rock cutting blades as needed.

В процессе бурения сопротивление породы резанию, разрушению преодолевается за счет крутящего момента и осевой нагрузки, приложенных к устройству с использованием дополнительной ударной радиально-осевой нагрузки за счет контактной радиально-осевой связи наружной и внутренней труб.During drilling, the resistance of the rock to cutting, fracture is overcome due to the torque and axial load applied to the device using additional shock radial-axial load due to the contact radial-axial connection of the outer and inner pipes.

При бурении скважин подземного вышелачивания с предварительным бурением скважины малого диаметра и последующим расширением ствола скважины используется вариант с пилот-долотом совместно с калибрирующими лопастями.When drilling underground wells with preliminary drilling of a small diameter well and subsequent expansion of the wellbore, a pilot bit option is used in conjunction with calibrating blades.

После бурения скважины малого диаметра, производства необходимых скважинных работ производится смена калибрирующих лопастей на сменные соответствующего типоразмера породоразрушающие лопасти и бурение с расширением ствола скважины.After drilling a borehole of small diameter, producing the necessary borehole work, the calibrating blades are replaced by replaceable rock cutting blades of the appropriate size and drilling with expansion of the wellbore.

Предложенное устройство обладает следующими преимуществами.The proposed device has the following advantages.

1. Повышается коммерческая скорость бурения и износостойкость породоразрушающих органов в 1,5-2 раза.1. The commercial drilling speed and wear resistance of rock cutting bodies are increased by 1.5-2 times.

2. Расширяется область использования за счет повышения надежности, универсальности.2. The scope of use is expanding due to increased reliability, versatility.

3. Снижаются затраты на приобретение породоразрушающих органов в 2,5-3 раза.3. The cost of acquiring rock-cutting bodies is reduced by 2.5-3 times.

4. Вибрационная нагрузка не передается бурильной колонне, резьбовые соединения не подвергаются перетяжке.4. The vibration load is not transmitted to the drill string, threaded connections are not subject to constriction.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2092671, Е21В 10/26, 10.10.97.1. RF patent No. 2092671, ЕВВ 10/26, 10/10/97.

2. Патент РФ №2244796, Е21В 7/28, 20.01.2005.2. RF patent No. 2244796, ЕВВ 7/28, 01/20/2005.

3. Авторское свидетельство СССР №1002502, Е21В 10/00, 07.03.83.3. USSR author's certificate No. 1002502, Е21В 10/00, 03.03.83.

Claims (1)

Устройство для бурения скважин, включающее бурильную колонну, пилот-долото, наружную трубу со сменными породоразрушающими лопастями и жестко соединенную с пилот-долотом, подвешенную опорным переводником на бурильной колонне внутреннюю трубу, жестко соединенную с бурильной колонной, наружные и внутренние ведущие участки, отличающееся тем, что ведущие участки выполнены в наружной и на внутренней трубах и расположены под опорным переводником, подвешенным к бурильной колонне через внутреннюю трубу с возможностью ограниченной радиально-осевой подвижности, а наружная и внутренняя трубы снабжены торцевыми участками для передачи ударных нагрузок породоразрушающим лопастям и пилот-долоту.A device for drilling wells, including a drill string, a pilot bit, an outer pipe with removable rock cutting blades and rigidly connected to the pilot bit, suspended by a support sub on the drill string, an inner pipe rigidly connected to the drill string, external and internal leading sections, characterized in that the leading sections are made in the outer and inner pipes and are located under the supporting sub, suspended from the drill string through the inner pipe with the possibility of limited radial mobility, and the outer and inner pipes are equipped with end sections for transmitting shock loads to rock cutting blades and a pilot bit.