Патент на изобретение №2367763

(54) КОРОНКА ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ПО ВЫБРОСООПАСНЫМ ПЛАСТАМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к пород оразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами. Технический результат – повышение безопасности и эффективности работы буровой коронки благодаря исключению непроизводительных затрат времени на очистку бурового става от попавшего забойного шлама и значительного снижения вероятности возникновения аварийных ситуаций. Буровая коронка содержит корпус с промывочными каналами и коническим седлом и установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещения конический запорный орган с пружиной. Особенностью коронки является то, что запорный орган соединен с корпусом посредством перекладины с подвеской, жестко соединенной с запорным органом и перекладиной, причем в качестве подвески используется пружина растяжения. При этом пружина растяжения снабжена защитным кожухом в виде цилиндра, а запорный орган на верхнем торце выполнен с кольцевым каналом под защитный кожух пружины. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами.

Известна коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая составной корпус с промывочными каналами и подпружиненный запорный орган, установленный в полости корпуса и выполненный с радиальными каналами, совмещенными в рабочем положении с промывочными каналами корпуса (см. авт. св. СССР 330249, кл. Е21В 10/60, 1972 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести сложность конструкции и, как следствие этого, малую надежность в работе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая составной корпус с промывочными каналами и коническим седлом и установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещения конический запорный орган с пружиной (см. авт. св. СССР 316846, кл. Е21В 10/36, 1971 г.).

Недостатком данной коронки является малая надежность срабатывания запорного узла при микровыбросах. Это объясняется возможностью попадания шлама в паз между корпусом и боковой поверхностью запорного органа и возможностью открытого зашламования пружины. В результате этого высока вероятность того, что запорный орган не сработает или же сработает с большим опозданием, что может стать причиной попадания шлама в полость бурильной колонны и привести к возникновению аварийной ситуации.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности срабатывания запорного органа и как следствие этого – повышение безопасности и эффективности работы коронки благодаря исключению непроизводительных затрат времени на очистку бурового става от попавшего шлама.

Указанный технический результат достигается тем, что в коронке для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащей составной корпус с промывочными каналами и коническим седлом и установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещения конический запорный орган с пружиной, согласно изобретению запорный орган соединен с корпусом посредством перекладины с подвеской, жестко соединенной с запорным органом и перекладиной, причем в качестве подвески используется пружина растяжения. Этому способствует также и то, что пружина растяжения снабжена защитным кожухом в виде цилиндра, а запорный орган на верхнем торце выполнен с кольцевым каналом под защитный кожух пружины.

Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает коронку в рабочем положении, а на фиг.2 – вариант выполнения перекладины.

Буровая коронка содержит составной корпус, состоящий из двух соединенных резьбой элементов 1 и 2 с промывочными каналами 3 и коническим седлом 4, и установленный в полости корпуса 1 конический запорный орган 5 с уплотнительным кольцом 6 на его наружной поверхности. Запорный орган 5 установлен в полости корпуса 2 посредством перекладины 7 и подвески в виде пружины сжатия 8, которая жестко соединена с одной стороны с запорным органом 5, а с другой стороны – с перекладиной 7. Перекладина 7 может быть выполнена в виде штурвального колеса (см. фиг.2) или диска с продольными пазами 9. Пружина растяжения 8 снабжена защитным кожухом 9 в виде цилиндра, для которого на верхнем торце запорного органа 5 выполнена кольцевая канавка 10. Для разрушения породы используются породоразрушающие вставки 11 в виде твердосплавных пластин или синтетических алмазных вставок. Вооружение коронки выбирается в зависимости от крепости разбуриваемых пород. Коронка через ниппель 12 соединяется с буровым ставом, посредством которого и спускается в скважину. При нормальном процессе бурения жидкость через промывочные каналы 3 в корпусе 1 из бурового става направляется на забой скважины, воздействуя на запорный орган 5 и открывая полость для прохода очистного агента между коническими поверхностями запорного органа 5 и корпуса 2. В момент микровыброса газ поступает в полость коронки и воздействует на нижний торец запорного органа 5, который под действием давления газа поднимается вверх и перекрывает проходное сечение корпуса 2, предотвращая попадание шлама в полость бурового става. Этому способствует также и пружина сжатия 8, которая обеспечивает перекрытие проходного сечения корпуса 2 и в случае остановки процесса бурения по различным причинам. Это практически исключает попадание шлама в полость бурового става.

Применение предложенной коронки повышает безопасность и эффективность ее работы благодаря исключению непроизводительных затрат времени на очистку бурового става от попавшего бурового шлама и значительного снижения вероятности возникновения аварийных ситуаций.

Формула изобретения

1. Коронка для бурения скважин по выбросоопасным пластам, содержащая составной корпус с промывочными каналами и коническим седлом и установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещения конический запорный орган с пружиной, отличающаяся тем, что запорный орган соединен с корпусом посредством перекладины с подвеской, жестко соединенной с запорным органом и перекладиной, причем в качестве подвески используется пружина растяжения.

2. Коронка для бурения скважин по выбросоопасным пластам по п.1, отличающаяся тем, что пружина растяжения снабжена защитным кожухом в виде цилиндра, а запорный орган на верхнем торце выполнен с кольцевым каналом под защитный кожух пружины.

РИСУНКИ