SU1665016A1 - Hydraulic reamer - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к буровой технике и предназначено дл  расширени  ствола скважины. Цель - повышение эффективности расширител  за счет сокращени  спуско-подъемных операций. Расширитель содержит полый корпус с радиальными отверсти ми. В последних размещены направл ющие гильзы с породоразрушающими органами, установленными с возможностью перемещени . Гильзы выполнены на внутренней поверхности с винтовыми канавками. Породоразрушающие органы выполнены с упругими выступами с возможностью расположени  их в канавках гильз при выдвижении породоразрушающих органов. Отверсти  расположены перпендикул рно оси корпуса. Рабоча  поверхность породоразрушающих органов выполнена криволинейной. Такое выполнение поверхности способствует надежному переводу их в транспортное положение, т.к. при взаимодействии с нерасширенным участком ствола скважины на криволинейной поверхности возникает горизонтальна  составл юща  осевой нагрузки, котора  перемещает породоразрушающие органы внутрь направл ющих гильз, когда давление внутри корпуса отсутствует. 2 ил.The invention relates to a drilling technique and is intended to expand a well bore. The goal is to increase the efficiency of the expander by reducing tripping. The expander comprises a hollow body with radial holes. In the latter there are guide sleeves with rock-breaking bodies installed with a possibility of movement. The sleeves are made on the inner surface with screw grooves. The rock-breaking organs are made with elastic protrusions with the possibility of their location in the grooves of the sleeves when advancing the rock-destroying organs. The holes are located perpendicular to the housing axis. The working surface of the rock-destroying organs is curved. This embodiment of the surface contributes to reliable transfer them to the transport position, because when interacting with the unexpanded area of the well bore, a horizontal component of the axial load occurs on the curved surface, which moves the rock-breaking bodies into the guide shells when there is no pressure inside the body. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к буровой технике , а именно к инструменту дл  расширени  ствола скважины до требуемого размера при различных технологических операци х.The invention relates to a drilling technique, namely, a tool for expanding a borehole to a desired size in various process steps.

Цель изобретени  - повышение эффективности расширител  за счет сокращени  спуско-подьемных операций,The purpose of the invention is to increase the efficiency of the expander by reducing hoisting and lifting operations,

На фиг.1 изображен гидравлический расширитель, общий вид; на фиг.2 - то же, в нерабочем положении.1 shows a hydraulic expander, a general view; figure 2 - the same, in the off position.

Гидравлический расширитель содержит полый цилиндрический корпус 1. имеющий по концам замковые резьбы 2 дл  присоединени  к бурильной колонне. В корпусе 1The hydraulic expander comprises a hollow cylindrical body 1. having locking threads 2 at the ends for connection to the drill string. In case 1

расширител  выполнены перпендикул рно оси цилиндрические радиальные отверсти  3, соединенные с центральным промывочным каналом 4, и установлен дроссель 5. В отверсти х 3 закреплены направл ющие гильзы 6 запорной втулкой 7. На внутренней поверхности направл ющих гильз 6 выполнены винтовые канавки 8. Породоразрушающие органы 9 размещены концентрично в направл ющих гильзах 6 вместе с уплотни- тельной манжетой 10 и выполнены с упругими выступами 11. Рабочие поверхности 12 породоразрушающих органов 9 выполнены криволинейной формы и армированы твердосплавными вставками 13.The expander is made perpendicular to the axis of the cylindrical radial holes 3 connected to the central flushing channel 4, and a choke 5 is installed. In the holes 3 the guide sleeves 6 are fixed by the locking sleeve 7. Screw grooves 8 are made on the inner surface of the guide sleeves 6. placed concentrically in the guide sleeves 6 together with the sealing lip 10 and made with elastic protrusions 11. The working surfaces 12 of the rock-breaking bodies 9 are made in a curvilinear form and reinforced Verdosplavnye inserts 13.

ОABOUT

о ел оabout eaten about

Гидравлический расширитель работает следующим образом.Hydraulic expander works as follows.

Компоновку низа бурильной колонны, включающую гидравлический расширитель с породоразрушающими органами 9, вдви- нутыми внутрь направл ющих гильз 6 (транспортное положение), спускают в скважину на заданную глубину. При прокачива- нии промывочной жидкости через бурильные трубы в корпусе растет давление в зависимости от количества прокачиваемой жидкости и диаметра дроссел  5.- Воз- никший перепад давлени  между внутренней полостью корпуса 1 и затруб- ным пространством воздействует через уп- лотнительные манжеты 10 на упругие выступы 11 породоразрушающих органов 9, заставл   упругие выступы 11 разместитьс  в наклонных канавках 8 направл ющих гильз 6.A bottom hole assembly, including a hydraulic reamer with rock cutting bodies 9 inserted into the guide sleeves 6 (transport position), is lowered into the well to a predetermined depth. When pumping the flushing fluid through the drill pipes in the housing, the pressure increases depending on the amount of pumped fluid and the diameter of the throttles 5.- The resulting pressure drop between the internal cavity of the housing 1 and the annulus acts on the elastic protrusions 11 of the rock-breaking bodies 9, forcing the elastic protrusions 11 to be placed in the inclined grooves 8 of the guide sleeves 6.

Дальнейшее увеличение перепада давлени  внутри корпуса 1 и св занное с ни№ усилие, действующее вдоль оси породоразрушающих органов 9, заставл ет их выдвинутьс  из направл ющих гильз 6 до упора в стенку скважины. Одновременно с осевым перемещением породоразрушающих органов 9 происходит их поворот вокруг собственной оси на некоторый угол благодар  взаимодействию упругих выступов 11 с ка- навками 8.A further increase in the pressure drop inside the housing 1 and the force connected downwards, acting along the axis of the rock-breaking bodies 9, causes them to slide out of the guide sleeves 6 all the way into the borehole wall. Simultaneously with the axial movement of the rock-breaking bodies 9, they are rotated around their own axis at a certain angle due to the interaction of the elastic protrusions 11 with grooves 8.

При вращении расширител  породо- разрушающие органы 9, разруша  горную породу, выдвигаютс  на расчетную глубину, образу  кольцевую выработку (забой) в стенке скважины. В процессе вазимодей- стви  с горной породой режущие учас.тки рабочих поверхностей 12 породоразрушающих органов 9 изнашиваютс  и перестают эффективно разрушать кольцевой забой на стенке скважины, что отражаетс  на механической скорости проходки.During the rotation of the expander, the rock-destroying bodies 9, destroying the rock, are advanced to the calculated depth, forming an annular development (bottomhole) in the borehole wall. In the process of interaction with the rock, the cutting parts of the working surfaces 12 of the rock-breaking bodies 9 wear out and no longer effectively destroy the ring face on the borehole wall, which is reflected in the mechanical penetration rate.

Дл  возобновлени  работы расширител  с прежней производительностью прекращают прокачивать промывочную жидкость, вследствие чего перепад давлени  внутри корпуса 1 снимаетс , и упругие выступы 11 породоразрушающих органов 9 выход т из наклонных канавок 8 направл ющих гильз 6.In order to resume the operation of the expander, the flushing liquid is stopped with the previous capacity, as a result of which the pressure drop inside the housing 1 is removed, and the elastic projections 11 of the rock-breaking bodies 9 exit the inclined grooves 8 of the guide sleeves 6.

Затем вдвигают породоразрушающие органы 9 внутрь направл ющих гильз 6 (в транспортное положение), дл  чего перемещают всю компоновку бурильной колонны вверх или вниз дл  обеспечени  взаимодей- Then, the rock-destroying bodies 9 are pushed inside the guide sleeves 6 (into the transport position), for which the entire assembly of the drill string is moved up or down to ensure interaction

стви  криволинейных рабочих поверхностей 12 породоразрушающих органов 9 с нерасширенными участками стенки скважины .curvilinear working surfaces of 12 rock-breaking bodies 9 with unexpanded sections of the borehole wall.

При вдвигании внутрь направл ющих гильз 6 поворот породоразрушающих органов 9 вокруг своей оси не происходит, так как упругие выступы 11 не взаимодействуют с наклонными канавками 8 направл ющих гильз 6. Затем вновь прокачивают промывочную жидкость, создава  перепад давлени  в корпусе 1 и на уплотнительных манжетах 10 породоразрушающих органов 9, заставл   упругие выступы 11 разместитьс  в наклонных канавках 8 направл ющих гильз 6. Далее в процессе осевого перемещени  породоразуршающих органов 9 до упора в стенку скважины происходит их поворот на некоторый угол вокруг собственной оси, благодар  чему с породой кольцевого забо  начнут взаимодействовать новые режущие участки рабочей поверхности 12 породоразрушающих органов 9.When the guide sleeves 6 are pushed inwards, the rotation of the rock-breaking bodies 9 around their axis does not occur, since the elastic protrusions 11 do not interact with the inclined grooves 8 of the guide sleeves 6. Then the flushing fluid is pumped over again, creating a pressure drop in the housing 1 and on the sealing cuffs 10 of the rock-breaking bodies 9, forcing the elastic protrusions 11 to be placed in the inclined grooves 8 of the guide sleeves 6. Next, in the process of axial movement of the rock-breaking organs 9 until they stop into the borehole wall, they are turned a mouth at a certain angle around its own axis, so that new cutting sections of the working surface of 12 rock-destroying bodies 9 will begin to interact with the annular rock face.

Криволинейна  форма рабочей поверхности 12 породоразрушающих органов 9 гидравлического расширител  способствует надежному переводу их в транспортное положение, так как при взаимодействии с нерасширенным участком ствола скважины на криволинейной поверхности возникает горизонтальна  составл юща  q осевой нагрузки G, котора  перемещает породоразру- шающме органы 9 внутрь направл ющих гильз 6, когда давление внутри корпуса расширител  отсутствует (фиг.2).The curvilinear shape of the working surface 12 of the rock-breaking bodies 9 of the hydraulic expander facilitates their reliable transfer to the transport position, since, when interacting with the unexpanded section of the wellbore, a horizontal component q of the axial load G occurs on the curved surface, which moves the rock-breaking bodies 9 inside the guide sleeves 6, when there is no pressure inside the expander housing (FIG. 2).

Claims (1)

Формула изобретени  Гидравлический расширител ь, содержащий полый корпус с радиальными отверсти ми , размещенные в отверсти х направл ющие гильзы с породоразрушающими органами, установленными с возможностью перемещени , отличающийс  тем, что, с целью повышении эффективности расширител  за счет сокращени  спу- ско-подьемных операций, гильзы выполнены на внутренней поверхности с винтовыми канавками, а породоразрушающие органы выполнены с упругими выступами с возможностью расположени  их в канавках гильз при выдвижении породорэз- рушающих органов, причем отверсти  выполнены перпендикул рно оси корпуса, а рабоча  поверхность породоразрушающих органов выполнена криволийнейной.Claims of the Invention A hydraulic expander comprising a hollow body with radial holes, guiding sleeves located in the holes with rock-breaking bodies mounted for movement, characterized in that in order to increase the efficiency of the extender by reducing lifting and lifting operations, sleeves are made on the inner surface with helical grooves, and rock-cutting bodies are made with elastic protrusions with the possibility of their location in the grooves of the sleeves when extending the rock receptacle organs, with openings perpendicular to the housing axis, and the working surface of the rock-breaking organs is curvilinear. S&-SS & -S