КАЛИБРАТОР ЛОПАСТНОЙ

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к устройствам, предназначенным для сохранения диаметра скважин в процессе износа породоразрушающего инструмента, а также его центровки в скважине и стабилизации траектории бурения.
Известен лопастной калибратор по патенту РФ на изобретение №2436928. Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам, предназначенным для сохранения диаметра скважин в процессе всего времени работы породоразрушающего инструмента, преимущественно при очистке забоя скважины аэрированной жидкостью. Технический результат - повышение эффективности работы калибратора за счет улучшения работы его очистной системы. Лопастной калибратор содержит полый корпус, наружная поверхность которого армирована породоразрушающими элементами и выполнена с очистными пазами. Особенностью калибратора является то, что очистные пазы в продольном сечении выполнены со ступенчатой поверхностью, причем длина ступеней паза увеличивается в сторону движения очистного агента. При этом ступенчатая часть сопла выполнена в виде отдельной детали. Острые кромки ступенчатой части очистного паза выполнены из твердого сплава или армированы износостойким материалом. Недостатком лопастного калибратора является низкая эффективность очистки лопастей калибратора от выбуренной породы.
Известен лопастной калибратор по патенту РФ на изобретение №2425949 Изобретение относится к буровым устройствам, предназначенным для сохранения диаметра скважин в процессе всего времени работы породоразрушающего инструмента. Технический результат - повышение эффективности работы лопастного калибратора за счет измельчения шлама и повышения скорости удаления разрушенного шлама в зоне его очистной системы. Лопастной калибратор содержит полый корпус, наружная поверхность которого армирована породоразрушающими элементами и выполнена с очистными пазами. Особенностью калибратора является то, что очистные пазы в продольном сечении выполнены в виде части сопла Лаваля со ступенчатой рабочей поверхностью, причем длина ступеней паза увеличивается в сторону движения очистного агента. При этом ступенчатая часть сопла выполнена в виде съемной детали и имеет в поперечном сечении форму «ласточкина хвоста», а корпус выполнен с пазом ответной формы. Острые кромки ступенчатой части сопла выполнены из твердого сплава или армированы износостойким материалом. Недостатком лопастного калибратора является сужение проходного сечения между лопастями калибратора, что снижает эффективность очистки забоя от выбуренной породы.
Известен калибратор лопастной по патенту РФ на изобретение №2345209 Изобретение относится к области бурения. Оно может быть использовано для калибровки стенок ствола буровой или газовой скважины. Техническим результатом изобретения является повышение работоспособности, расширение диапазона использования, повышение качества калибровки и увеличение скорости проходки. Калибратор лопастной состоит из цельнофрезерованного корпуса с присоединительными замковыми резьбами и рабочего узла, включающего четыре лопасти и шламоотводящие вырезы между лопастями. В лопостях закреплены твердосплавные элементы. Корпус выполнен цельнофрезерованным совместно с лопастями. Вдоль лопастей имеются пазы в форме ласточкина хвоста. В них закреплен с натягом, но с возможностью возвратно-поступательного перемещения при закреплении в пазах набор профилированных пружинящих сегментов, имеющих трапецеидальную форму в поперечном сечении. Боковые стороны сегментов имеют фигурные сквозные отверстия, выполненные симметрично по обе стороны от основания трапеции. Верхняя часть сегмента имеет V-образные конические пазы. В сегменте установлены не менее трех твердосплавных элементов в форме кругового цилиндра. Формообразующими фигурное сквозное отверстие в сегменте являются: основание трапеции и дугообразные выемки, имеющие разные радиусы окружности. Твердосплавные элементы установлены на основании трапеции в сегменте и плотно охвачены дугообразными выемками в фигурном отверстии, закреплены в сегментах и в пазах лопастей до рабочей поверхности лопасти припоем. Рабочая поверхность лопастей дополнительно к твердосплавным элементам имеет антифрикционное покрытие, выполненное заподлицо с твердосплавными элементами. Недостатком калибратора лопастного является недостаточно эффективный вынос выбуренной породы, который ограничивают выступающие лопасти.
Известен лопастной калибратор по патенту РФ на изобретение №1837649 (прототип). Лопастной калибратор содержит корпус и жестко закрепленные на корпусе спиральные лопасти, рабочие поверхности которых армированы износостойкими вставками, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей калибратора за счет его использования для уплотнения и продавливания фильтрационной глинистой корки в пустоты проницаемых пород, слагающих стенки скважины, рабочая поверхность по крайней мере одной из лопастей скошена в направлении вращения калибратора. Скос рабочей поверхности лопасти калибратора выполнен выпуклым по дуге окружности, радиус которой равен радиусу калибратора. Недостатком лопастного калибратора является недостаточно эффективный вынос выбуренной породы, который ограничивают выступающие лопасти, а также быстрый износ лопастей калибратора.
Задачами создания полезной модели являются: улучшение выноса выбуренной породы а также снижение износа рабочей поверхности лопастей калибратора.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что калибратор лопастной содержит полый цилиндрический корпус с присоединительными резьбами для соединения с элементами компоновки низа бурильной колонны, на корпусе выполнены лопасти рабочая поверхность которых армирована породоразрушающими вставками, высота лопастей с верху и с низу увеличивается к их центральной части отличающийся тем, что ширина лопастей уменьшается к их краям. Породоразрушающие вставки на рабочей поверхности лопастей установлены в несколько рядов причем ряды смещены относительно друг друга вдоль оси калибратора так, чтобы перекрыть зазор между породоразрушающими вставками в соседнем ряду. Расстояние между породоразрушающими вставками меньше или равно их диаметру. По краям лопастей породоразрушающие вставки расположены в один ряд, а выступающие ребра края лопасти армированы наплавкой твердым сплавом. Наплавка ребер края лопасти выполнена крошкой из карбида вольфрама с латунным припоем. Породоразрушающие вставки выполнены в виде цилиндров из карбида вольфрама. Породоразрушающие вставки могут быть запрессованы в лопасти. Породоразрушающие вставки могут быть припаяны.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении калибратора лопастного применяются недефицитные материалы и известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1…5, где:
на фиг.1 приведен калибратор лопастной
на фиг.2 приведен продольный разрез калибратора лопастного
на фиг.3 приведен поперечный разрез А-А
на фиг.4 приведен поперечный разрез Б-Б
на фиг.5 приведен вид В
Калибратор лопастной состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с присоединительными резьбами 2 и 3 для соединения с элементами компоновки низа бурильной колонны (на фигурах не показаны), на корпусе выполнены лопасти 4 рабочая поверхность которых 5 армирована породоразрушагащими вставками 6, высота лопастей "h" с верху и с низу увеличивается к их центральной части, а ширина лопастей "b" уменьшается к их краям. Породоразрушающие вставки 6 на рабочей поверхности лопастей 5 установлены в несколько рядов причем ряды смещены относительно друг друга вдоль оси калибратора на величину "m" так, чтобы перекрыть зазор "δ" между породоразрушающими вставками в соседнем ряду. Расстояние "δ" между породоразрушающими вставками меньше или равно их диаметру "d". По краям лопастей 4 породоразрушающие вставки 6 расположены в один ряд, а выступающие ребра 7 края лопастей 4 армированы наплавкой твердым сплавом 8. Наплавка ребер 7 края лопасти 4 выполнена крошкой из карбида вольфрама с латунным припоем. Породоразрушающие вставки 6 выполнены в виде цилиндров из карбида вольфрама. Породоразрушающие вставки 6 могут быть запрессованы в лопасти 4. Породоразрушающие вставки 6 могут быть припаяны.
Калибратор лопастной работает следующим образом. Калибратор лопастной устанавливается выше породоразрушающего инструмента и соединяется с элементами компоновки низа бурильной колонны резьбами 2 и 3. В центре корпуса 1 проходит центральный канал 9 для подачи промывочной жидкости на забой. После промывки забоя, промывочная жидкость с частицами выбуренной породы проходит между лопастями 4 калибратора. Так как ширина лопастей "b" уменьшается к их краям выбуренная порода не застревает перед лопастями 4 и с потоком промывочной жидкости поднимается на поверхность, что позволяет повысить эффективность выноса выбуренной породы. Для защиты лопастей 4 от износа их рабочая поверхность 5 армирована породоразрушающими вставками 6, которые установлены в несколько рядов причем ряды смещены относительно друг друга вдоль оси калибратора на величину "m" так, чтобы перекрыть зазор "δ" между породоразрушающими вставками в соседнем ряду. Расстояние "δ" между породоразрушающими вставками меньше или равно их диаметру "d". При вращении такое расположение породоразрушающих вставок 6 защищает лопасти 4 по всей длине. По краям лопастей 4 породоразрушающие вставки 6 расположены в один ряд, а выступающие ребра 7 края лопастей 4 армированы наплавкой твердым сплавом 8, который защищает при вращении калибратора лопастного промежутки между породоразрушающими вставками 6 от абразивного износа. Применение армирования лопастей 4 породоразрушающими вставками 6 и наплавкой твердым сплавом 8 значительно снижает износ рабочей поверхности лопастей калибратора и повышает его долговечность. В процессе бурения происходит износ породоразрушающего инструмента, при этом диаметр скважины уменьшается, что приводит к необходимости прорабатывать участок скважины с уменьшенным диаметром новым долотом. Повторное бурение увеличивает срок проведения скважины, увеличивает ее стоимость и расход породоразрушающего инструмента. Калибратор лопастной калибрует скважину по диаметру во время ее бурения, стабилизирует траекторию, центрирует и улучшает условия работы породоразрушающего инструмента повышая качество проходки.
Применение полезной модели позволило:
Улучшить вынос выбуренной породы
Снизить износ рабочей поверхности лопастей калибратора.
Снизить время бурения скважины
Снизить стоимость проводки скважины
Снизить расход породоразрушающего инструмента
Увеличить жесткость компоновки в нижней части колонны бурильных труб
Предохранить ствол скважины от искривления, резких перегибов