RU2012761C1 - Polycentric reamer - Google Patents
Polycentric reamer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2012761C1 RU2012761C1 SU5056939A RU2012761C1 RU 2012761 C1 RU2012761 C1 RU 2012761C1 SU 5056939 A SU5056939 A SU 5056939A RU 2012761 C1 RU2012761 C1 RU 2012761C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- thread
- cylinders
- housing
- expander
- Prior art date
Links
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 claims description 14
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000009510 drug design Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, конкретно к полицентричным расширителям для образования местного расширения в стволе скважины, под обсадной колонной. The invention relates to mining, specifically to polycentric extenders for the formation of local expansion in the wellbore, under the casing.
Известен полицентричный расширитель, содержащий корпус с продольным каналом и асимметрично размещенные на корпусе узел расширения и упорный узел, причем корпус состоит из ряда цилиндров, сопряженных по образующим, продольный канал корпуса соосен с одним из цилиндров, а диаметр упорного узла меньше диаметра узла расширения [1] . Known polycentric extender containing a housing with a longitudinal channel and asymmetrically placed on the housing expansion unit and a thrust unit, the body consisting of a number of cylinders mating along the generators, the longitudinal channel of the body is coaxial with one of the cylinders, and the diameter of the thrust unit is less than the diameter of the expansion unit [1 ].
Недостаток такого расширителя - невозможность его применения в твердых и абразивных породах, т. к. породоразрушающие элементы работают с большим скольжением, в результате чего быстро изнашиваются. The disadvantage of such a reamer is the impossibility of its use in hard and abrasive rocks, because rock-cutting elements work with a large slip, as a result of which they quickly wear out.
Известен моноцентричный шарошечный расширитель, содержащий корпус и симметрично размещенные на корпусе узлы расширения, каждый из которых выполнен в виде по меньшей мере одной шарошки, смонтированной на опорном валу, закрепленном в корпусе расширителя так, что оси опорного вала и расширителя лежат в одной плоскости, причем корпус выполнен в виде ряда сопряженных основаниями соосных цилиндров и снабжен соосным с ними продольным каналом [2] . Known monocentric cone extender containing a housing and symmetrically placed on the housing expansion nodes, each of which is made in the form of at least one cone mounted on a support shaft mounted in the case of the expander so that the axis of the support shaft and expander lie in the same plane, and the casing is made in the form of a series of coaxial cylinders mated with bases and provided with a longitudinal channel coaxial with them [2].
Такой расширитель будучи снабжен вращающимися шарошками, режущие элементы которых работают в режиме дробления, скалывания, применим в твердых и абразивных породах. Однако недостаток такого расширителя - невозможность с его помощью образовать местное расширение в стволе скважины, которое часто необходимо иметь под спущенной обсадной колонной. Существенным недостатком также является нарушение обсадной колонны, внутрь которой спускают расширитель, шарошками, а также износ самих шарошек при спуске. Such an expander, being equipped with rotating cones, the cutting elements of which work in the crushing, shearing mode, are applicable in hard and abrasive rocks. However, the drawback of such an expander is the inability to form a local extension in the wellbore with it, which often needs to be under a deflated casing. A significant drawback is also the violation of the casing string, into which the expander is lowered, cones, as well as wear of the cones themselves during descent.
Известен также полицентричный расширитель, содержащий корпус с верхней присоединительной резьбой и с продольным каналом, выполненный из нескольких сопряженных основаниями несоосных цилиндров, и асимметрично размещенные на корпусе упорный узел и узел расширения, включающий шарошку, смонтированную на опорном валу, ось которого наклонена к оси корпуса и пересекается с ней, причем диаметр упорного узла равен диаметру узла расширения. A polycentric extender is also known, comprising a housing with a top connecting thread and with a longitudinal channel, made of several non-coaxial cylinders mated with bases, and a stop assembly and an expansion assembly asymmetrically placed on the housing, including a roller cutter mounted on a support shaft, the axis of which is inclined to the axis of the housing and intersects with it, and the diameter of the thrust node is equal to the diameter of the expansion node.
Недостатком такого расширителя является большой объем, занимаемый шарошкой, и вследствие этого затрудненность, а то и невозможность его спуска в скважину, особенно осложненную. Такой расширитель приводит при спуске к еще большему нарушению обсадной колонны зубьями шарошки, а также сколу и износу зубьев при спуске. The disadvantage of such an expander is the large volume occupied by the cone, and as a result, the difficulty, or even the impossibility of its descent into the well, especially complicated. Such an expander leads during descent to an even greater violation of the casing string with the teeth of the cone, as well as chipping and wear of the teeth during descent.
Целью изобретения является повышение эффективности образования местного расширения в стволе скважины, в т. ч. и непосредственно под обсадной колонной благодаря облегчению спуска расширителя в скважину и предотвращению в процессе спуска износа породоразрушающих элементов расширителя и нарушения этими элементами обсадной колонны, внутрь которой спускают расширитель. The aim of the invention is to increase the efficiency of the formation of local expansion in the wellbore, including and directly below the casing, by facilitating the descent of the expander into the well and preventing the rock-cutting elements of the expander during wear and the breaking of the casing by these elements into which the expander is lowered.
Достигается это тем, что в полицентричном расширителе, содержащем корпус с верхней присоединительной резьбой и с продольным каналом, выполненным из нескольких сопряженных основаниями несоосных цилиндров, и асимметрично размещенные на корпусе упорный узел и узел расширения, включающий по меньшей мере одну смонтированную на опорном валу шарошку, в отличие от прототипа, в плоскости, перпендикулярной оси резьбы и проходящей через точку шарошки, наиболее удаленную от этой оси, расстояние от оси резьбы до наиболее удаленной точки окружности, описанной вокруг корпуса, превышает расстояние от оси резьбы до наиболее удаленной от этой оси точки шарошки, а окружность, описанная вокруг корпуса из центра вне оси резьбы, пересекает окружность расширителя, описанную вокруг шарошки из центра на оси резьбы, при этом часть окружности, описывающей корпус, лежит вне окружности расширителя. This is achieved by the fact that in a polycentric expander containing a housing with a top connecting thread and with a longitudinal channel made of several non-coaxial cylinders mated with bases, and a stop assembly and an expansion assembly asymmetrically placed on the housing, including at least one cone mounted on the support shaft, unlike the prototype, in the plane perpendicular to the axis of the thread and passing through the point of the cone, the most remote from this axis, the distance from the axis of the thread to the most remote point of the circle, described around the housing exceeds the distance from the axis of the thread to the point of the cone most distant from this axis, and the circle described around the housing from the center outside the axis of the thread intersects the circumference of the expander described around the cone from the center on the axis of the thread, while part of the circle describing the housing lies outside the circumference of the expander.
А также тем, что, по меньшей мере, часть цилиндров, образующих корпус расширителя, выполнена относительно общей оси. And also the fact that at least part of the cylinders forming the casing of the expander is made relative to the common axis.
А также тем, что оси, по меньшей мере, части цилиндров, образующих корпус, параллельны. And also the fact that the axes of at least part of the cylinders forming the housing are parallel.
А также тем, что часть цилиндров ограничена поверхностями, параллельными осям цилиндров. And also the fact that part of the cylinders is limited by surfaces parallel to the axes of the cylinders.
А также тем, что ось продольного канала смещена относительно всех осей цилиндров корпуса. And also the fact that the axis of the longitudinal channel is offset relative to all axes of the cylinders of the housing.
А также тем, что упорный узел размещен на цилиндре с диаметром, меньшим диаметра узла расширения. And also the fact that the thrust unit is placed on the cylinder with a diameter smaller than the diameter of the expansion unit.
А также тем, что ось опорного вала расположена вне плоскости оси резьбы, в плоскости, параллельной оси резьбы, параллельно или под углом к плоскости, перпендикулярной оси резьбы. And also the fact that the axis of the support shaft is located outside the plane of the axis of the thread, in a plane parallel to the axis of the thread, parallel to or at an angle to the plane perpendicular to the axis of the thread.
А также тем, что ось опорного вала расположена тангенциально окружности расширителя. And also by the fact that the axis of the support shaft is located tangentially to the circumference of the expander.
Отличительные признаки заявленного технического решения, заключающиеся в том, что в плоскости, перпендикулярной оси резьбы и проходящей через точку шарошки, наиболее удаленную от этой оси, расстояние от оси резьбы до наиболее удаленной точки окружности, описанной вокруг корпуса, превышает расстояние от оси резьбы до наиболее удаленной точки шарошки, и окружность, описанная вокруг корпуса из центра вне оси резьбы, пересекает окружность расширителя, описанную вокруг шарошки из центра на оси резьбы, причем часть окружности, описывающей корпус, лежит вне окружности расширителя, позволяет получить конструкцию эксцентричного расширителя, породоразрушающие и износостойкие элементы которого не изнашиваются при спуске и не нарушают внутреннюю поверхность обсадной колонны, поскольку не касаются ее, будучи утоплены внутрь корпуса, поверхность которого имеет кривизну, большую, чем кривизна ствола расширенной скважины, образуемой породоразрушающими элементами узла расширения; при этом уменьшается усилие на вращение расширителя. Distinctive features of the claimed technical solution, which consists in the fact that in the plane perpendicular to the axis of the thread and passing through the cone point farthest from this axis, the distance from the axis of the thread to the most remote point of the circle described around the body exceeds the distance from the axis of the thread to the most a remote point of the cone, and the circle circumscribed around the body from the center outside the axis of the thread intersects the circumference of the expander circumscribed around the cone from the center on the axis of the thread, and a part of the circle describing the cor the pus, lying outside the circumference of the expander, allows you to get the design of the eccentric expander, rock-breaking and wear-resistant elements which do not wear during the descent and do not violate the inner surface of the casing, because they are not recessed into the body, the surface of which has a curvature greater than the curvature of the trunk an expanded well formed by rock-breaking elements of the expansion unit; this reduces the force on the rotation of the expander.
Отличительные признаки патентуемого технического решения, заключающиеся в том, что по меньшей мере, часть цилиндров, образующих корпус расширителя, выполнена относительно общей оси, оси, по меньшей мере части цилиндров, образующих корпус, параллельны, часть цилиндров ограничена поверхностями, параллельными осям цилиндров, описывают рациональное конструктивное решение корпуса расширителя. Distinctive features of the patented technical solution, which consists in the fact that at least part of the cylinders forming the casing of the expander is made relative to the common axis, the axes of at least part of the cylinders forming the casing are parallel, the part of the cylinders is bounded by surfaces parallel to the axes of the cylinders rational design solution for the expander housing.
Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что ось продольного канала смещена относительно всех осей цилиндров, корпуса дает решение, позволяющее вписать промывочный канал при различных соотношениях диаметров цилиндра корпуса. A distinctive feature of the claimed technical solution, namely, that the axis of the longitudinal channel is offset relative to all axes of the cylinders, the housing gives a solution that allows you to enter the flushing channel at different ratios of the cylinder diameters of the housing.
Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что упорный узел размещен на цилиндре с диаметром, меньшем диаметра узла расширения, предопределяет снижение усилия на вращение расширителя, ибо упорный узел размещен на малом диаметре. A distinctive feature of the claimed technical solution, which consists in the fact that the thrust unit is placed on the cylinder with a diameter smaller than the diameter of the expansion unit, determines the decrease in the effort to rotate the expander, because the thrust unit is placed on a small diameter.
Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что ось опорного вала расположена в плоскости оси резьбы или в плоскости, параллельной оси резьбы параллельно или под углом к плоскости, перпендикулярной оси резьбы, позволяет выполнять расширитель, не изнашивающий колонну при спуске, выполненный по любой конструктивной схеме - с коническими или цилиндрическими шарошками и с любым положением оси опорного вала. A distinctive feature of the claimed technical solution, namely, that the axis of the support shaft is located in the plane of the axis of the thread or in a plane parallel to the axis of the thread parallel to or at an angle to the plane perpendicular to the axis of the thread, allows you to perform an expander that does not wear the column during descent, performed on any structural design - with conical or cylindrical cones and with any position of the axis of the support shaft.
Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что ось опорного вала расположена тангенциально окружности расширителя, и расширитель содержит связанные между собой шарошки, имеющие общую ось, описывает одно из рациональных конструктивных решений, обеспечивающих получение повышенных механических скоростей проходки. A distinctive feature of the claimed technical solution, which consists in the fact that the axis of the support shaft is located tangentially to the circumference of the expander, and the expander contains interconnected cones having a common axis, describes one of the rational structural solutions providing high mechanical penetration speeds.
На фиг. 1 приведен расширитель, фронтальный разрез; на фиг. 2- разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - расширитель, аналогичный приведенным на фиг. 1 и 2, но с наклонным положением тангенциальной оси опорного вала шарошек; на фиг. 4 - расширитель, ось вала которого размещена в вертикальной плоскости. In FIG. 1 shows an expander, a frontal section; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1; in FIG. 3 is an expander similar to that shown in FIG. 1 and 2, but with an inclined position of the tangential axis of the support shaft of the cones; in FIG. 4 - expander, the axis of the shaft of which is placed in a vertical plane.
Корпус 1 полицентричного расширителя снабжен верхней резьбой 2 для присоединения к бурильному инструменту и нижней резьбой 3 для присоединения породоразрушающего наконечника. Резьбы 2 и 3 выполнены относительно общей для них оси 4. Корпус 1 образован пятью цилиндрами, выполненными относительно трех осей. Верхний цилиндр 5 выполнен относительно оси 4 (оси резьбы) и соосен с резьбами 2 и 3. Под ним со смещением размещен выполненный относительно оси 6 цилиндр 7, имеющий из всех цилиндров, образующих корпус 1, наибольший диаметр, близкий диаметру обсадных труб, в которые будет спущен расширитель. Цилиндр 7 ограничен поверхностями 8, параллельными осям. Расположенный ниже участок корпуса образован двумя цилиндрами, один из которых - цилиндр 9, расположенный с противоположной стороны корпуса 1 относительно выступающей части цилиндра 7, имеет диаметр, равный диаметру присоединяемого породоразрушающего наконечника, и выполнен относительно оси 4 резьб 2 и 3. The housing 1 of the polycentric expander is equipped with an upper thread 2 for connecting to a drilling tool and a lower thread 3 for attaching a rock cutting tip. The threads 2 and 3 are made relative to their common axis 4. The housing 1 is formed by five cylinders made relative to three axes. The
Второй расположенный параллельно цилиндру 9 на том же участке корпуса 1 цилиндр 10 имеет диаметр меньший, чем цилиндр 9, и выполнен относительно оси 11. Цилиндры 9 и 10 связаны и ограничены поверхностями 12, предпочтительно как и поверхности 8 - параллельными плоскостями. И наконец нижний, имеющий наименьший диаметр, цилиндр 13 соосен с верхним цилиндром 5. Внутри корпуса 1 проходит продольный канал 14. Ось 15 продольного канала 14 предпочтительно не совпадает с осями цилиндров, но параллельна им. При разработке и изготовлении описываемого полицентричного расширителя в различных габаритах может быть совпадение осей отдельных цилиндров и наклонное положение продольного канала. Также следует заметить, что цилиндры 5 и 13 могут быть несоосны друг с другом и резьбам 2 и 3. Главное, чтобы были соосны резьбы 2 и 3. Выполненный в выступающей части цилиндра 7 проем 16 образует вместе с поверхностями 8 две щеки 17 корпуса 1, в которых выполнено сквозное отверстие 18. Последнее расположено тангенциально цилиндрам корпуса 1 в плоскости, перпендикулярной продольной оси 4 (фиг. 1) или под углом к этой плоскости (фиг. 3 и 4). В проеме 16 на опорном валу 19 с помощью втулок 20 и шайб 21 смонтированы одна или предпочтительно несколько имеющих общую ось шарошек 22, оснащенных породоразрушающими элементами 23. Вал 19 фиксируется в корпусе 1 замком 24. Ось вала 19 может быть расположена в плоскости оси резьбы или в плоскости, перпендикулярной оси резьбы и тангенциально окружности расширителя. Цилиндр 9 оснащен износостойкими элементами 25. The
Наибольший диаметр Dp полицентричного расширителя (т. е. диаметр скважины, образуемой при его вращении относительно оси 4) равен удвоенному расстоянию от оси 4 до наиболее удаленной от нее точки резца 23 шарошки 22. Окружность 26 диаметром Dk, описанная вокруг корпуса 1 из центра вне оси 4, пересекает окружность 27 скважины диаметром D, образуемой расширителем, и часть окружности 26 лежит вне окружности 27. Это является следствием того, что в плоскости, перпендикулярной оси 4 присоединительной резьбы 2 корпуса 1 и проходящей через точку шарошки 22 (на ее резце 23), наиболее удаленную от оси 4, расстояние от оси 4 до наиболее удаленной точки окружности 26, описанной вокруг корпуса из центра вне оси 4, превышает расстояние от оси 4 до наиболее удаленной точки резца 23 шарошки 22.The largest diameter D p of the polycentric reamer (i.e., the diameter of the well formed when it rotates around axis 4) is equal to twice the distance from axis 4 to the point of
Работа при использовании патентуемого полицентричного расширителя проходит следующим образом. К нижней резьбе 3 собранного расширителя присоединяют породоразрушающий наконечник и расширитель с наконечником, присоединив их резьбой 2 к бурильному инструменту, спускают в скважину. Наконечник берут такой, чтобы его диаметр был равен диаметру упорного узла, т. е. диаметру по вершинам элементов 25 на цилиндре 9, или удвоенному расстоянию от оси 4 до наружной поверхности элементов 25 на цилиндре 9, или Dн. Целесообразно между расширителем и наконечником установить бурильную трубу, которая будет играть роль гибкого элемента, смягчая неточности. Собранный инструмент спускают в скважину, обсаженную колонной с внутренним диаметром, по меньшей мере, равным Dk.Work when using patentable polycentric extender is as follows. A rock cutting tip is attached to the lower thread 3 of the assembled expander, and the expander with the tip is connected to the drilling tool by threading them 2 to the drilling tool. The tip is taken so that its diameter is equal to the diameter of the thrust unit, i.e., the diameter at the vertices of the
После спуска расширителя ниже башмака обсадной колонны приступают к вращению инструмента. Инструмент вращается относительно оси 4. В результате резцы 23 шарошки 22 образуют местное расширение, диаметр Dр которого равен удвоенному расстоянию от оси 4 до вершины максимально удаленного от этой оси породоразрушающего элемента 23 шарошки 22. По мере подачи инструмента и углубления забоя получают ствол диаметром Dр, превосходящим внутренний диаметр Dk расположенной выше обсадной колонны. Особенности конструкции полицентричного расширителя обеспечивают получение максимальной механической скорости проходки расширяемого участка скважины.After lowering the expander below the casing shoe, the tool is rotated. The tool rotates about axis 4. As a result, the
В настоящее время разработан рабочий проект полицентричного расширителя для расширения до диаметра 346 мм пилотного ствола скважины диаметром 215,9 мм из-под обсадной колонны диаметром 321 мм. A working draft of a polycentric expander has been developed for expanding to a diameter of 346 mm a pilot wellbore with a diameter of 215.9 mm from under a casing with a diameter of 321 mm.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056939 RU2012761C1 (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Polycentric reamer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056939 RU2012761C1 (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Polycentric reamer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012761C1 true RU2012761C1 (en) | 1994-05-15 |
Family
ID=21610685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5056939 RU2012761C1 (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Polycentric reamer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2012761C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2166606C1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" | Expander of cutting type |
| RU2179618C2 (en) * | 2000-04-24 | 2002-02-20 | Открытое акционерное общество "Саратовнефтегаз" | Hole reamer |
-
1992
- 1992-07-28 RU SU5056939 patent/RU2012761C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2166606C1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" | Expander of cutting type |
| RU2179618C2 (en) * | 2000-04-24 | 2002-02-20 | Открытое акционерное общество "Саратовнефтегаз" | Hole reamer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1085167B1 (en) | Polycrystaline diamond compact insert reaming tool | |
| US4266621A (en) | Well casing window mill | |
| US5390750A (en) | Downhole compaction and stabilization back reamer and drill bit | |
| CA2312272A1 (en) | Bi-centered drill bit having improved drilling stability, mud hydraulics and resistance to cutter damage | |
| US8789624B2 (en) | Cutting tool integrated in a drillstring | |
| US4878547A (en) | Rock drilling apparatus | |
| CN212716442U (en) | Down-the-hole reaming drilling tool | |
| CN111236845A (en) | Novel reaming tool while drilling | |
| CA2387568C (en) | Drill bit with eccentric body | |
| US5372209A (en) | Polycentric reamer | |
| US6719073B2 (en) | Single-cone rock bit having cutting structure adapted to improve hole cleaning, and to reduce tracking and bit balling | |
| EP0058061A2 (en) | Tools for underground formations | |
| CA2381528C (en) | Bit connector | |
| RU2012761C1 (en) | Polycentric reamer | |
| US6298929B1 (en) | Bi-center bit assembly | |
| US6112835A (en) | Drilling apparatus having a radially displaceable reamer | |
| RU2229582C1 (en) | Hydraulically expanding underreamer | |
| RU2179618C2 (en) | Hole reamer | |
| RU2152502C1 (en) | Eccentric reamer | |
| CN220226716U (en) | Conical charge hole forming tools for geological exploration | |
| SU1546605A1 (en) | Borehole expander | |
| RU2170319C1 (en) | Tool for expansion of shaft of hole | |
| JPS633113B2 (en) | ||
| SU794139A1 (en) | Well-drilling method | |
| LU504871B1 (en) | Combined jet drill bit for exploring non-diagenetic hydrate |