Пристрій для розширення стовбура свердловини

Пристрій для розширення стовбура свердловини, що складається з корпуса з закріпленими на ньому під різними кутами до його осі породоруйнівними елементами, який відрізняється тим, що на зовнішній поверхні корпуса виконаний кільцевий канал, ширина якого дорівнює висоті розміщених у ньому породоруйнівних елементів у вигляді конічних шарошок, при цьому осі двох протилежних конічних шарошок направлені під кутами 45° до осі корпуса і перетинаються з нею в одній точці, осі двох інших конічних шарошок направлені в протилежні сторони під різними кутами, а саме вісь однієї конічної шарошки під кутом 10° в напрямку обертання пристрою, вісь другої під кутом 20° в сторону, протилежну напрямку обертання пристрою. (19) (21) u201000046 (22) 11.01.2010 (24) 26.07.2010 (46) 26.07.2010, Бюл.№ 14, 2010 р. (72) ДВЕРІЙ ВАСИЛЬ ПЕТРОВИЧ, ЧЕБЕРДА ОЛЕКСІЙ ГРИГОРОВИЧ, ДЯЧУК ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ, КЛОЧЕНКО ВОЛОДИМИР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ІЛЬНИЦЬКИЙ РУСЛАН СТЕПАНОВИЧ, МЕЛЬНИК МИКОЛА МИКОЛАЙОВИЧ, КУШНАРЬОВ ВАЛЕРІЙ ЛЕОНІДОВИЧ, БОЙКО ПЕТРО ЯКОВИЧ, МАЦАЛАК ІГОР МИХАЙЛОВИЧ, МИРОНОВ ОЛЕКСІЙ ВАСИЛЬОВИЧ (73) ДОЧІРНЯ КОМПАНІЯ "УКРГАЗВИДОБУВАННЯ "НАЦІОНАЛЬНОЇ АКЦІОНЕРНОЇ КОМПАНІЇ" НАФТОГАЗ УКРАЇНИ" 3 при наявності в розрізі порід різних категорій (пластичні, пружно-крихкі і крихкі), які часто чергуються, як це має місце в більшості випадків буріння свердловин і розширення їх стовбурів. Відомо, що в пружних, пружно-крихких і пластичних породах найефективніше працюють пристрої (породоруйнівні інструменти), які можуть руйнувати вказані породи одночасно різними способами руйнування, як-то: ударним, ударносколюючим, ударно-різанням і чистим різанням. Через те, що відомий пристрій забезпечує тільки один спосіб руйнування порід - ударний, він не знайшов широкого застосування при розширенні свердловин при бурінні на нафту і газ. Задачею корисної моделі є створення ефективного працездатного пристрою для розширення стовбура свердловин в породах різних категорій буримості (пластичних, пружно-крихких і крихких) за рахунок використання таких породоруйнівних елементів і особливостей їх розташування, конструктивне виконання котрих забезпечує сполучення в собі здійснення декількох способів руйнування порід, а саме: різанням, ударно-сколюючим і ударним. Технічним результатом від використання запропонованої конструкції пристрою для розширення стовбура свердловини є підвищення ефективності та працездатності пристрою, розширення технологічних можливостей його використання. Для вирішення поставленої задачі пропонується конструкція пристрою для розширення стовбура свердловини, що складається з корпуса з закріпленими на ньому під різними кутами до його осі породоруйнівними елементами, згідно корисної моделі на зовнішній поверхні корпуса виконаний кільцевий канал, ширина якого дорівнює висоті розміщених у ньому породоруйнівних елементів у вигляді конічних шарошок, при цьому осі двох протилежних конічних шарошок направлені під кутами 45° до осі корпуса і перетинаються з нею в одній точці (і таким чином ефективно руйнуються крихкі породи ударним способом, тобто таким способом, яким ефективно руйнуються породи при бурінні серійними тришарошковими долотами), осі двох інших конічних шарошок направлені в протилежні сторони під різними кутами, а саме ось однієї конічної шарошки під кутом 10° в напрямку обертання пристрою (при такому куті зубки шарошки ефективно руйнують пружно-крихкі породи ударноріжучим способом), ось другої під кутом 20° в сторону, протилежну напрямку обертання пристрою (що забезпечує ефективне руйнування пластичних порід різанням). Таким чином, пристрій забезпечує поєднання різних способів руйнування для розширення стовбура свердловин в переміжних по властивостям породах різних категорій буримості (пластичних, пружно-крихких і крихких). На фіг. 1 показаний пристрій для розширення стовбура свердловин (далі - пристрій). На фіг. 2 - вид А-А фіг. 1 Пристрій складається з корпуса 1, який має на кінцях різі для з'єднання з бурильними трубами, долотом, вибійним двигуном. Конічні шарошки 2 закріпляються жорстко у виконаному на зовнішній 51582 4 поверхні корпуса 1 кільцевому каналі 3, ширина якого дорівнює висоті конічної шарошки 2. Осі 4, 5 двох протилежних конічних шарошок 2 направлені під кутом 45° до осі корпуса і перетинаються з нею в одній точці. Осі 6, 7 двох інших конічних шарошок направлені в протилежні сторони під різними кутами: ось 6 під кутом 10° в напрямку обертання пристрою, а ось 7 під кутом 20° в сторону, протилежну напрямку обертання пристрою. При обертанні пристрою дві конічні шарошки, осі 4, 5 яких направлені під кутом 45°, обертаються навколо останніх без ковзання, і ударами зубків руйнують крихку породу. Наявність кута зміщення осі 6 наступної конічної шарошки під 10° до напрямку обертання пристрою зменшує її швидкість обертання, появляється крім удару і проковзання, що руйнує пружно-крихку породу ударом і сколенням. Збільшення кута відхилення осі 7 іншої шарошки на 20° в протилежну сторону напрямку обертання пристрою суттєво збільшує ефект ковзання, що приводить до ефективного руйнування пластичних порід. Таким чином, при обертанні пристрою породи одночасно руйнуються різними способами, що робить пристрій більш універсальним при розширенні стовбура свердловин в розрізах з частим чергуванням пропластків порід з різними властивостями (крихких, пружно-крихких і пластичних). Пристрій застосовується при бурінні стовбура свердловин меншого діаметра й одночасного його розширення до необхідних діаметрів більшого розміру, наприклад від діаметру 295,3 до 393,7 і 520 мм. Застосування проводиться за наступною схемою. В нижній частині бурильних труб нагвинчується долото меншого діаметру (наприклад 295,3 мм), над ним пригвинчується гідравлічний вибійний двигун-турбобур відповідного діаметра (наприклад 240 мм), який обертає долото і поглиблює свердловину. Над двигуном на відповідній відстані пригвинчується пристрій діаметром 393,7 мм, який обертається ротором - бурильними трубами. При обертанні пристрою останній розширює стовбур свердловини, який утворений долотом, встановленим під вибійним двигуном. Одночасно долотом буриться стовбур свердловини меншого діаметра і розширюється пристроєм до необхідного діаметра стовбура. Дослідні взірці пристрою згідно корисної моделі діаметром 520 мм застосовані при бурінні і розширенні стовбура свердловин № 205 Березівської і 118 Котелевського газоконденсатних родовищ. Буріння і розширення стовбура проведено в інтервалі 5,0-500,0 метрів. Буріння велося долотом 393,7 мм, над ним турбобур ЗТСШ-240 і вище пристрій по корисній моделі діаметром 520 мм. Ротор обертався з частотою 60-62 об/хв. Швидкість буріння і розширення було на рівні 6 м за годину. Застосування пристрою дозволило скоротити час буріння на 10 днів по кожній свердловині, зекономлено по 6 доліт - вартість кожного по 32 тис. грн. При вартості експлуатації бурового верстата 1570 грн. за 1 годину прибуток від економії часу склав 10дн.×24год.=240год.; 240год.×1570грн.=376,8 тис. грн. 5 51582 Від економії доліт 6доліт×32тис.грн.=192,0 тис. грн. При бурінні двох свердловин 568,8 тис. грн.×2=1137,6 тис. грн. Приведені результати підтверджують народногосподарське значення застосування запропонованої конструкції пристрою для розширення стовбура свердловини. Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 Пристрій простий для виготовлення, його можна виготовляти у необхідній кількості засобами центрально-технічних ремонтних баз бурових підприємств, використовуючи недефіцитні матеріали. Вартість виготовлення пристрою не перевищує 10 тис. грн. в залежності від його діаметра. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601