Устройство для бурения скважин с одновременной обсадкой

(51) 21 7/20 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ скважин в широком диапазоне горных пород по строению и твердости, от раздробленных и мягких до монолитных и крепких. Это достигается тем, что в известном устройстве для бурения скважин с одновременной обсадкой,включающее буровую колонну, размещенную внутри обсадной колонны, породоразрушающий инструмент, состоящее из передового долота и расширителя, режущие элементы, прикрепленное к буровой колонне передовое долото разъемно установлено внутри расширителя с возможностью передачи вращения последнему, для чего на тыльной стороне расширителя проведена кольцевая конусная канавка сужающаяся вниз, в которой противоположно по диаметру закреплены перегородки взаимодействующие с ответно повторяющими форму кольцевой канавки выступами полярно выполненными на передовом долоте со смещением между собой по горизонтали на величину толщины перегородки, при этом расширитель посредством подшипника связан с обсадной колонной, и дополнительно оснащен ребристыми режущими элементами выдвинутыми в сторону забоя скважин.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН С ОДНОВРЕМЕННОЙ ОБСАДКОЙ(57) Изобретения относится к области горноразведочных работ, а именно к средствам бурения скважин с одновременным креплением стенок обсадными трубами. Задача изобретения - повышение надежности работы и расширение сферы применения устройство для бурения скважин с одновременной обсадкой. Технический результат - беспрепятственное приведения устройство в рабочее положения, и обратно в транспортное, возможность бурения Изобретение относится к области горноразведочных работ, а именно к средствам бурения скважин с одновременным креплением стенок обсадными трубами. Известно устройство для бурения скважин с одновременной обсадкой, включающее буровую колонну с закрепленным в ее нижней части породоразрушающим инструментом и размещенную концентрично ей обсадную колонну (А.с. СССР 1250637 А 1, Кл. Е 21 В 7/20,1986, бюл. 30). Недостатки устройство - сложность конструкции обусловленное наличием каретки со смещенными роликами и узкая область применения в рыхлых отложениях. Прототипом изобретения выбрано устройство для бурения скважин с одновременной обсадкой,включающее буровую колонну, размещенную внутри обсадной колонны, породоразрушающий инструмент состоящее из передового долота и расширителя, режущие элементы (А.с., СССР 1461851 А 1, кл. Е 21 В 7/20, 1989, бюл.8) Данное устройство конструктивно допускает осложнений при его переводе из транспортного положения в рабочее, и обратно в транспортное, что снижают надежность его работы, а также предназначено для бурения скважин в высокопластичных породах, чем обусловлено ограниченное применения в геологических разрезах сложенных из мягких горных пород. Задача изобретения - повышение надежности работы и расширение сферы применения устройство для бурения скважин с одновременной обсадкой. Технический результат - беспрепятственное приведение устройство в рабочее положения, и обратно в транспортное, возможность бурения скважин в широком диапазоне горных пород по строению и твердости, от раздробленных и мягких,до монолитных и крепких. Это достигается тем, что в известном устройстве для бурения скважин с одновременной обсадкой,включающее буровую колонну, размещенную внутри обсадной колонны, породоразрушающий инструмент, состоящее из передового долота и расширителя,режущие элементы,согласно изобретению, прикрепленное к буровой колонне передовое долото разъемно установлено внутри расширителя с возможностью передачи вращения последнему, для чего на тыльной стороне расширителя проведена кольцевая конусная канавка сужающаяся вниз, в которой противоположно по диаметру закреплены перегородки взаимодействующие с ответно повторяющими форму кольцевой канавки выступами полярно выполненными на передовом долоте со смещением между собрй по горизонтали на величину толщины перегородки, при этом расширитель посредством подшипника связан с обсадной колонной, и дополнительно оснащен ребристыми режущими элементами выдвинутыми в сторону забоя скважин. Совокупностью отличительных признаков изобретения - прикрепленное к буровой колонне передовое долото разъемно установлено внутри расширителя с возможностью передачи вращения 2 последнему, для чего на тыльной стороне расширителя проведена кольцевая конусная канавка сужающаяся вниз, в которой противоположно по диаметру закреплены перегородки взаимодействующие с ответно повторяющими форму кольцевой канавки выступами полярно выполненными на передовом долоте со смещением между собой по горизонтали на величину толщины перегородки, при этом расширитель посредством подшипника связан с обсадной колонной,обеспечивается надежность и скорость выполнения приемов по переводу долота в рабочее состояние, и извлечения из скважины без помех и контактных трений,происходит устойчиво равномерное вращение расширителя без вращения обсадной колонны, чем достигается высокая чистота обработки стенок скважин, способствующие скольжению обсадной колонны при меньших значениях трении и затрат энергии, появляется возможность оперативной смены передового долота в зависимости от структуры и свойство горных пород, в том числе отбор керновых материалов. Признаком - расширитель дополнительно оснащен ребристыми режущими элементами выдвинутыми в сторону забоя скважин, в процессе бурения появляется вибрация, исходящая от ребристых режущих элементов, и направленно приложенная сверху вниз на ступенчатый забой скважины с распространением в глубь разбуриваемых горных пород. Тем самым в силу воздействии вибрации вкупе с гидродинамическим действием промывочной жидкости подаваемой в скважину для охлаждения инструмента и выноса шлама, под расширителем образуется объемная зона слабой сопротивляемости к разрушению,позволяющая использовать устройство для бурения скважин в твердых и крепких горных породах. На фиг.1 показано предлагаемое устройство,продольный разрез, на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1. Устройство для бурения скважин с одновременной обсадкой включает буровую колонну 1 с центральным каналом 2 , размещенную внутри обсадной колонны 3. К буровой колонне 1 прикреплено передовое долото 4 с боковыми отверстиями 5 в нижней части, разъемно установленное внутри расширителя 6 с возможностью передачи вращения последнему. На тыльной стороне расширителя 6 проведена кольцевая конусная канавка 7 сужающаяся вниз, в которой противоположно по диаметру закреплены перегородки 8 взаимодействующие с ответно повторяющими форму кольцевой канавки 7 выступами 9 полярно выполненными на передовом долоте 4 со смещением между собой по горизонтали на величину толщины перегородки 8. При этом расширитель 6 посредством подшипника 10 связан с обсадной колонной 3, и дополнительно оснащен ребристыми режущими элементами 11 выдвинутыми в сторону забоя скважин (не показана). Устройство для бурения скважин с одновременной обсадкой работает следующим образом. В обсадную колонну 3 с расширителем 6 спускают буровую колонну 1 с прикрепленным к ней передовым долотом 4. Поворотом передового долото 4 вводят во взаимодействия полярные выступа 9 с перегородками 8, противоположно по диаметру закрепленными в кольцевой конусной канавке 7 сужающаяся вниз. Далее, подачей промывочной жидкости по центральному каналу 2 и передачей вращения от буровой колонны 1 передовым долотом 4 расширителю 6 осуществляют процесс бурения скважин с одновременной обсадкой без вращения обсадной колонны 3 в силу наличие подшипника 10. При выходе из центрального канала 2 поток промывочной жидкости разделяется, часть потока через боковые отверстия 5 направляется под расширитель 6, и в сочетании с вибрацией исходящей от ребристых режущих элементов 11 образует под расширителем 6 объемную зону слабой сопротивляемости к разрушению. Другая часть потока промывочной жидкости выходит из под торца передового долота 4, и выносит шлам с забоя скважины. В случае необходимости смены передового долота 4, в зависимости от свойств разбуриваемых горных пород или отбора кернового материала,передовое долото 4 разъемно освобождают от расширителя 6, и подъемом буровой колонны 1 извлекают из скважины. Устройство для бурения скважин с одновременной обсадкой может быть использовано при бурении гидрогеологических скважин на подземные воды, на нефти и газа, разведки и добычи строительных материалов, а также для вскрытия и освоения геотермальных месторождений,источников тепла и энергии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для бурения скважин с одновременной обсадкой, включающее буровую колонну, размещенную внутри обсадной колонны,породоразрушающий инструмент, состоящее из передового долота и расширителя, режущие элементы, отличающееся тем, что прикрепленное к буровой колонне передовое долото разъемно установлено внутри расширителя с возможностью передачи вращения последнему, для чего на тыльной стороне расширителя проведена кольцевая конусная канавка сужающаяся вниз, в которой противоположно по диаметру закреплены перегородки взаимодействующие с ответно повторяющими форму кольцевой канавки выступами полярно выполненными на передовом долоте со смещением между собой по горизонтали на величину толщины перегородки, при этом расширитель посредством подшипника связан с обсадной колонной, и дополнительно оснащен ребристыми режущими элементами выдвинутыми в сторону забоя скважин.