[go: up one dir, main page]

SU1745858A1 - Hole reamer - Google Patents

Hole reamer Download PDF

Info

Publication number
SU1745858A1
SU1745858A1 SU904805731A SU4805731A SU1745858A1 SU 1745858 A1 SU1745858 A1 SU 1745858A1 SU 904805731 A SU904805731 A SU 904805731A SU 4805731 A SU4805731 A SU 4805731A SU 1745858 A1 SU1745858 A1 SU 1745858A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
blades
piston
expansion
drill string
throttle
Prior art date
Application number
SU904805731A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Епифанович Алексеев
Александр Иванович Жуков
Original Assignee
Проектно-Конструкторская Контора Проектно-Строительного Объединения "Востокбурвод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Проектно-Конструкторская Контора Проектно-Строительного Объединения "Востокбурвод" filed Critical Проектно-Конструкторская Контора Проектно-Строительного Объединения "Востокбурвод"
Priority to SU904805731A priority Critical patent/SU1745858A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1745858A1 publication Critical patent/SU1745858A1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Использование: дл  расширени  скважин в любом интервале. Сущность изобретени : расширитель содержит лопасти, кинематически соединенные со штоком поршн ,установленного в корпусе. При расширении буровой раствор проходит между дросселем скрепленным с буровой колонной , и шайбой, установленный в поршне. Перепад давлени  на расширителе зависит от положени  лопастей. Это позвол ет контролировать процесс расширени , 5 ил.Use: for expanding wells in any interval. SUMMARY OF THE INVENTION: The reamer comprises blades kinematically connected to a piston rod mounted in a housing. When expanding, the drilling fluid passes between the throttle fastened to the drill string and the washer installed in the piston. The pressure drop across the expander depends on the position of the blades. This allows control of the expansion process, 5 Il.

Description

Изобретение относитс  к буровой технике , а конкретно к устройствам дл  расширени  ствола скважины в любом интервале, позвол ющее совмещать расширение с бурением , вести бурение без расширени , вести расширение как по схеме сверху-вниз, так и по схеме снизу-вверх, без подъема расширител  на поверхность.The invention relates to drilling equipment, and specifically to devices for expanding the wellbore in any interval, allowing to combine the expansion with drilling, to drill without expansion, to expand as in the top-down scheme, and in the bottom-up scheme, without lifting the extender to the surface.

Известно устройство дл  образовани  уширени  в скважине, включающее корпус, уширитель в виде плит, шарнирно подвешенных к корпусу на ос х и поджимаемых упором. В корпусе выполнены бурты, а упор изготовлен в виде свободно сид щей на корпусе шайбы, при этом плиты уширител  имеют выступы, расположенные с возможностью их упора в рабочем положении в бурты, причем диаметр отверсти  в плите, через которое пропущена ось больше , чем диаметр оси.A device for the formation of a broadening in a well is known, comprising a housing, an expander in the form of plates hinged to the housing on the axles and pressed against it. The hulls are made in the case, and the stop is made in the form of a washer that is freely seated on the body, while the reamer plates have protrusions located with the possibility of their stop in the working position in the shoulders, and the diameter of the hole in the plate through which the axis is passed is greater than the diameter of the axis .

Недостатком устройства  вл етс  то. что расширение можно выполнить только в одном - нисход щем направлении.The disadvantage of the device is that. that expansion can only be done in one downstream direction.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности к предлагаемому  вл етс  расширитель с полым корпусом, св занный через верхний переводник с колонной бурильных труб, содержащий силовой поршень с полым штоком, на внешней стороне которого имеютс  зубчатые рейки, вход щие в зацепление с зубчатыми секторами резцов, установленных на ос х в пазах корпуса.Closest to the invention according to the technical essence of the present invention is a hollow body expander connected through an upper sub to a drill string containing a power piston with a hollow rod, on the outer side of which there are gear racks that engage with the toothed sectors of the incisors, mounted on axles in housing slots.

Недостатками данного расширител   вл ютс  невозможность вести бурение с расширителем (при подаче очистки агента расширитель посто нно включен; ограниченна  область применени  (расширитель работает только по схеме- сверху-вниз); накопление шлама на забое скважины в процессе расширени  интервалов размещенных выше забо , так как очистной агент до забо  не доходит: относительно сложный контроль угла раскрыти  лопастей по перепаду давлени  в нагнетательной лисл СThe disadvantages of this reamer are the inability to drill with the reamer (when the cleaning agent is supplied, the reamer is permanently turned on; limited scope (the reamer works only from top to bottom); the accumulation of sludge at the bottom of the well in the process of extending the intervals placed above the bottom hole, since cleaning agent to the bottom does not reach: relatively complex control of the angle of the blades on the differential pressure in the injection lis With

22

СП 00SP 00

слcl

0000

ним (необходима регистрирующа  аппаратура ).him (requires recording equipment).

Наиболее близким по функциональному назначению  вл етс  расширитель содержащий полый корпус, эластичную надувную камеру с клапаном, пружиной и фиксатором. Расширитель относитс  к числу неизвлекаемых, многоразового использовани .The closest in functionality is the expander comprising a hollow body, an elastic inflatable chamber with a valve, a spring and a retainer. The extender refers to the number of non-removable, reusable.

Наиболее существенными недостатками данного расширител   вл ютс : расширитель не обеспечивает расширение ствола скважины по жесткой схеме, диаметр расширени  зависит от целого р да параметров:давлени вкамере , физико-механических свойств горных пород , скорость расширени  и др.; невозможность бурени  с расширением, так как при работе расширител  центральный канал закрыт; возможность накоплени  твердых фракций в камере между поршнем и эластичной камерой и, как следствие, заклинивание поршн ; сложность, с учетом условий работы узла управлени  клапаном, перекрывающим центральный канал.The most significant disadvantages of this expander are: the expander does not provide the wellbore expansion according to a rigid scheme, the diameter of the expansion depends on a number of parameters: pressure in the chamber, physical and mechanical properties of rocks, expansion rate, etc .; impossibility of drilling with expansion, since the central channel is closed during the work of the expander; the possibility of accumulation of solid fractions in the chamber between the piston and the elastic chamber and, as a consequence, jamming of the piston; complexity, taking into account the operating conditions of the valve control unit, blocking the central channel.

Цель изобретени  - повышение универсальности расширител  (расширение в любом заданном интервале сверху-вниз или снизу-вверх, бурение без расширени  или с одновременным расширением) и надежности .The purpose of the invention is to increase the versatility of the expander (expansion in any given interval from top to bottom or bottom to top, drilling without expansion or with simultaneous expansion) and reliability.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что расширитель, содержащий полый корпус с продольными пазами, в которых шарнирно установлены резцы с зубчатыми секторами, вход щими в зацепление с зубчатыми рейками , размещенными на внешней стороне полого штока, жестко соединенного с подпружиненным поршнем с размещенной в нем дроссельной шайбой с обводным каналом , соединен с бурильной колонной шли- цевым соединением с заданным осевым перемещением, с бурильной колонной (валом шлицевым) соединен дроссель, взаимодействующий с дроссельной- шайбой, при этом площадь нормального сечени  проходного канала между шайбой и дросселем максимальна при открытых (расширение) и . закрытых лопаст х.The goal is achieved by the fact that the expander comprises a hollow body with longitudinal grooves, in which the cutters are hinged with toothed sectors that engage with toothed racks located on the outer side of a hollow rod rigidly connected to a spring-loaded piston with a throttle washer placed in it with a bypass channel, connected to a drill string with a spline connection with a specified axial movement, with a drill string (splined shaft), a choke connected with a throttle washer, with This area of the normal cross-section of the flow channel between the washer and the throttle is maximum when open (expansion) and. closed blades x.

Зависимость площади обводного канала f от заданного перепада давлени  АН и расхода очистки агента Q приведена в таблице .The dependence of the area of the bypass channel f on the given differential pressure AH and the flow rate of cleaning agent Q is given in the table.

Расчеты сделаны по формулеThe calculations are made by the formula

Q Y тч|2д лн1;Q Y PM | 2d ln1;

где Y 0,8 - коэффициент расхода; f - площадь обводного канала;where Y 0,8 - the coefficient of discharge; f is the area of the bypass channel;

g - ускорение земного т готени ; Д Н - перепад давлени  в м вод. ст.g is the acceleration of the earth's t goteni; Y N - pressure drop in meters of water. Art.

f f

QQ

J V 2 7ШJ V 2 7Ш

На фиг. 1-2 изображен расширитель на забое скважины в процессе бурени  без расширени ; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.FIG. 1-2 depicts an expander at the bottom of a well during drilling without expansion; in fig. 3 shows section A-A in FIG.

1; на фиг. 4- Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5-разрез В-В на фиг. 2.one; in fig. 4B in FIG. one; in fig. 5-section BB in FIG. 2

Расщиритель состоит из корпуса 1, в котором размещены рабочие лопасти 2 и 3, соединенные с корпусом 1 посредствомThe expander consists of a housing 1, in which working blades 2 and 3 are placed, connected to the housing 1 by means of

осей 4, часть лопасти, размещенна  в корпусе , выполнена в виде зубчатого сектора, вход щего в зацепление с полым штоком 5, на диаметральных сторонах которого нарезаны зубь , вход щие в зацепление с зубь миaxes 4, part of the blade placed in the housing, is made in the form of a toothed sector that engages with a hollow rod 5, on the diametrical sides of which teeth are cut, which engage with the teeth

лопастей 2 и 3. Полый шток 5 соединен верхней расширенной частью с поршнем 6. Между корпусом 1 и поршнем 6 размещена пружина 7, предварительна  деформаци  которой исключает раскрытие лопастей отblades 2 and 3. The hollow rod 5 is connected to the upper extended part of the piston 6. Between the housing 1 and the piston 6 is placed a spring 7, the preliminary deformation of which excludes the opening of the blades from

действи  центробежных сил в процессе бурени  скважины. В поршне 6 размещена втулка дроссел  8 с боковым каналом, площадь которого рассчитана на заданный.перепад давлени . Поршень 6 перемещаетс centrifugal forces during well drilling. In the piston 6, a throttle sleeve 8 is placed with a side channel, the area of which is designed for a given pressure drop. Piston 6 moves

в цилиндре 9, размещенном в корпусе цилиндра 10, С верхней частью корпуса цилиндра 10 соединена шлицева  муфта 11, в которой перемещаетс  шлицевой вал 12 соединенный с дросселем 13. Верхн   и нижн   части шлицевого вала 12, перемещаютс  в зоне уплотнений и имеют равновеликое сечение, т.е. осевые перемещени  вала не измен ют объем между уплотнени ми . С шлицевым валом 12,In the cylinder 9, placed in the cylinder body 10, a splined coupling 11 is connected to the upper part of the cylinder body 10, in which the splined shaft 12 is connected and connected to the throttle 13. The upper and lower parts of the splined shaft 12 move in the area of the seals and have an equal section . axial movements of the shaft do not change the volume between the seals. With slotted shaft 12,

посредством переводников 14, 15 соединена бурильна  колонна 16.the drillstring 16 is connected by means of subs 14, 15.

Расширитель работает следующим образом . При бурении скважины без расширени The extender works as follows. When drilling without expansion

(фиг. 1) нагрузка на забой передаетс  от бурильной колонны через переводник 14 на шлицевую муфту 11, корпус цилиндра 10. корпус 1 и далее на породоразрушающий инструмент. Шлицевой вал 12 (дроссель 13)(Fig. 1) the load on the bottom is transmitted from the drill string through the sub 14 to the splined coupling 11, the cylinder body 10. the housing 1 and further to the rock-breaking tool. Splined shaft 12 (throttle 13)

занимает крайнее нижнее положение, очистной агент идет через дроссельную втулку 8, смывает дроссель 13, в расширенной части штока 5 и далее по внутреннему каналу штока на забой скважины. Утечку исключают уплотнени , размещенные в нижней части корпуса 1.occupies the lowest position, the cleaning agent goes through the throttle sleeve 8, washes away the throttle 13, in the extended part of the rod 5 and further along the internal channel of the rod to the bottom of the well. Leak out exclude seals placed in the bottom of housing 1.

При необходимости расширени  (фиг. 2) приподнимают бурильную колонну 16, следовательно шлицевой вал 12 на величинуIf necessary, the expansion (Fig. 2) raises the drill string 16, therefore the splined shaft 12 by the amount

свободного хода h, при этом дроссель 13free running h, with throttle 13

перемещаетс  в зону втулки дроссел  8 и очистной агент идет на забой по обводному каналу (фиг. 4). рассчитанному на заданный перепад давлени . Под действием избыточного давлени  поршень 6 перемещаетс  вниз, сжима  пружину 7. Величина переме- щени  определ етс  высотой дроссел  13 по максимальному диаметру и высотой втулки дроссел  8 по минимальному диаметру. Величина осевого перемещени  поршн  6 (Эштока 5) соответствует полному раскрытию лопастей 2 и 3. далее втулка 8 перемещаетс  в зону нижней конусной части дроссел  13, отверстие дл  прохода очистного агента увеличиваетс , давление пада- ет, что информирует о раскрытии лопастей 2 и 3. Процесс раскрыти  лопастей производитс  при вращении колонны. Далее бурение ведетс  либо вниз с одновременным расширением, либо ведетс  расширение снизу-вверх, при этом нагрузку от давлени  лопастей на грунт воспринимает поршень 6. При нарушении режима расширени  снизу-вверх , например, ускоренна  подача, вызывающа  частичное складывание лопа- стей 2 и 3 в нагнетательной линии повыситс  давление, так как через зубчатые секторы лопасти поднимут шток 5 (поршень 6 и втулку дроссел  8), дроссель 13 переместитс  в область суженной части втулки дроссел  8 и обусловит повышение давлени .moves to the zone of the sleeve of the throttles 8 and the cleaning agent goes to the bottom by the bypass channel (Fig. 4). calculated for a given pressure drop. Under the action of overpressure, the piston 6 moves downward, compressing the spring 7. The magnitude of the displacement is determined by the height of the throttles 13 by the maximum diameter and the height of the hub of the throttles 8 by the minimum diameter. The magnitude of the axial movement of the piston 6 (Eshtok 5) corresponds to the complete opening of the blades 2 and 3. Next, the sleeve 8 moves into the zone of the lower conical part of the throttles 13, the opening for the passage of the cleaning agent increases, the pressure drops, which informs about the opening of the blades 2 and 3. The blade opening process is performed by rotating the column. Further drilling is conducted either downwards with simultaneous expansion, or expansion is conducted from bottom to top, while the pressure from the blades on the ground is perceived by the piston 6. If the expansion mode is bottom-up, for example, an accelerated feed causes partial folding of the blades 2 and 3 pressure will increase in the injection line, as the toothed sectors of the blade will raise the rod 5 (piston 6 and throttle bushing 8), the throttle 13 will move into the region of the narrowed part of the throttle bushing 8 and cause an increase in pressure.

Дл  прекращени  расширени  достаточно временно отключить промывку, под действием потенциальной энергии пружины 7 поршень 6 с штоком 5 перемест тс  вверх, лопасти войдут в продольные пазы корпуса 1 и займут исходное положение. Устройство можно ставить на забой - дл  продолжени  бурени  или перемещать в любой заданный интервал и, при необходи- To stop expansion, it is sufficient to temporarily turn off the flushing, under the action of the potential energy of the spring 7, the piston 6 with the rod 5 will move upwards, the blades will enter the longitudinal grooves of the housing 1 and will take up their original position. The device can be put on the face - to continue drilling or move to any given interval and, if necessary

мости, производить его расширение по описанной схеме.bridges, to produce its expansion according to the described scheme.

Радиальное смещение расширител  исключает корпус 1 (при разбурке снизу- вверх) и корпус и шарошечное долото при бурении с расширением.The radial displacement of the expander excludes body 1 (when drilling from bottom to top) and the body and the roller bit when drilling with expansion.

Преимущества предложенного расширител  заключаютс  в следующем: расширитель можно многократно использовать дл  расширени  любого интервала скважины по схемам снизу-вверх и сверху-вниз ; вести бурение без расширени ; вести бурение с одновременным расширениемThe advantages of the proposed reamer are as follows: the reamer can be reused to expand any well interval in a bottom-up and top-down schemes; drill without expansion; drill while expanding

Перечисленные факторы повышают технологические и экономические показатели при практическом использовании.These factors increase the technological and economic performance in practical use.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Расширитель, включающий полый корпус , полый подпружиненный поршень со штоком, размещенный в корпусе, лопасти, шарнирно соединенные с корпусом и кинематически соединенные со штоком с возможностью поворота в вертикальной плоскости при осевом перемещении штока, механизм контрол  поворота лопастей и переходник буровой колонны, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей, переходник буровой колонны соединен с корпусом с возможностью ограниченного осевого перемещени , а механизм контрол  выполнен из дроссел , скрепленного с переходником буровой колонны, и шайбы с боковым каналом на внутренней поверхности, размещенной внутри поршн , при этом площадь поперечного сечени  пространства между шайбой и дросселем максимальна при открытых и закрытых лопаст х.The expander, comprising a hollow body, a hollow spring-loaded piston with a rod housed in the body, blades pivotally connected to the body and kinematically connected to the rod can be rotated in a vertical plane with axial movement of the rod, a control mechanism for rotating the blades and a drill string adapter, characterized by that, in order to expand technological capabilities, the drill string adapter is connected to the body with the possibility of limited axial movement, and the control mechanism is made of throttles, fastened to the drill string adapter, and washers with a side channel on the inner surface located inside the piston, while the cross-sectional area between the washer and the throttle is maximum with the blades x open and closed. 4U ®uz1®uz1 8eight /s/ ss// s / ss / Фиг.22 1313
SU904805731A 1990-01-08 1990-01-08 Hole reamer SU1745858A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904805731A SU1745858A1 (en) 1990-01-08 1990-01-08 Hole reamer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904805731A SU1745858A1 (en) 1990-01-08 1990-01-08 Hole reamer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1745858A1 true SU1745858A1 (en) 1992-07-07

Family

ID=21503682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904805731A SU1745858A1 (en) 1990-01-08 1990-01-08 Hole reamer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1745858A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507362C1 (en) * 2012-08-02 2014-02-20 Геннадий Алексеевич Копылов Extending reamer
RU2538021C1 (en) * 2013-08-01 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ" Expander
RU2612166C1 (en) * 2015-11-10 2017-03-02 Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" Expander
CN113153162A (en) * 2021-04-28 2021-07-23 深圳新速通石油工具有限公司 Non-pitching free telescopic type reamer while drilling
RU2796716C1 (en) * 2022-09-13 2023-05-29 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Well expander

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №905443, кл. Е 21 В 7/28, 1978. Авторское свидетельство СССР N: 962575, кл. Е 21 В 7/28, 1980. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507362C1 (en) * 2012-08-02 2014-02-20 Геннадий Алексеевич Копылов Extending reamer
RU2538021C1 (en) * 2013-08-01 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ" Expander
RU2612166C1 (en) * 2015-11-10 2017-03-02 Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" Expander
CN113153162A (en) * 2021-04-28 2021-07-23 深圳新速通石油工具有限公司 Non-pitching free telescopic type reamer while drilling
CN113153162B (en) * 2021-04-28 2024-02-27 深圳新速通石油工具有限公司 Non-ball-throwing free telescopic reamer while drilling
RU2796716C1 (en) * 2022-09-13 2023-05-29 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Well expander

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3840080A (en) Fluid actuated down-hole drilling apparatus
US5201817A (en) Downhole cutting tool
US2312018A (en) Method of and means for cleaning wells
US2822150A (en) Rotary expansible drill bits
US7757787B2 (en) Drilling and hole enlargement device
US2872160A (en) Hydraulic expansible rotary well drilling bit
US2136518A (en) Pipe cutter
US2799479A (en) Subsurface rotary expansible drilling tools
US2580203A (en) Hammer drill
US3829134A (en) Rotary tubular coupling
US3416613A (en) Combined rotary and percussion drill utilizing liquid drilling fluid
SU1745858A1 (en) Hole reamer
US3371729A (en) Circulating stabilizer-reamer and bumper
US3196960A (en) Fluid pressure expansible drill bits
US5139089A (en) Well cleanout tool and method
US3406769A (en) Reverse circulation rotary expansible drill bits
RU2318975C1 (en) Extendable well reamer
US1003284A (en) Well-digging apparatus.
SU962575A1 (en) Expander
CN109424321B (en) Pushing device for vertical drilling tool and vertical drilling tool
US1888814A (en) Means for drilling wells
RU2105860C1 (en) Above-bit centralizer
RU2805679C1 (en) Wellhead flow divider
RU2042796C1 (en) Device for well hydraulic perforation
SU1756526A1 (en) Reamer