РАСШИРИТЕЛЬ ЛОПАСТНОЙ

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему инструменту для расширения скважин.
Известен расширитель, содержащий направляющую, корпус расширителя и хвостовик, корпус расширителя снабжен поводком, а по периферии направляющей расположены твердосплавные вставки, поводок имеет паз (патент на полезную модель №88726, E21B 7/28, оп. 20.11.2009).
Недостатком данного устройства является невысокая скорость расширения за счет прямолинейной формы породоразрушающей части, сложность изготовления, его сборки и реставрации. Кроме того, данный расширитель невозможно использовать с пилот-долотом для одновременного бурения с расширением.
Известен расширитель лопастной, включающий корпус, сменные лопасти, оснащенные PDC вооружением, сменные износостойкие гидравлические насадки (каталог продукции «Буринтех», 2013 г., стр. 39).
Недостатком является сложность изготовления конструкции, высокая себестоимость изготовления расширителя за счет наличия большого количества операций по обработке. Также при одинаковом диапазоне расширения предлагаемого устройства и известного расширителя габариты первого меньше. Кроме того, известный расширитель подвержен вибрационным нагрузкам, возникающим в процессе расширения из-за наличия сменных лопастей.
Задача заключается в улучшении эксплуатационно-технических характеристик за счет модернизированной геометрии лопастей, снижении себестоимости изготовления расширителя, а также в увеличении ресурса работы расширителя.
Поставленная задача решается тем, что расширитель лопастной включает корпус, лопасти, оснащенные PDC вооружением, согласно полезной модели, корпус снабжен приварным хвостовиком, а лопасти выполнены скругленной формы с проточками.
Скругленная форма породоразрушающих лопастей, а также проточки на них позволяют максимально облегчить вынос выбуренной породы, что, в свою очередь, увеличивает скорость проходки.
Преимущество предлагаемого лопастного расширителя в сравнении с прототипом заключается в следующем:
- снижается себестоимость изготовления расширителя за счет использования двух заготовок разных диаметров для корпуса и для хвостовика вместо одной заготовки большого диаметра;
- возможность реставрации расширителя при повреждении ниппеля замковой резьбы или корпуса хвостовика путем замены хвостовика на новый;
- упрощается процесс изготовления расширителя, а именно установки резцов на лопасти и токарной обработки лопастей за счет меньших габаритов корпуса.
- возможность изготовления хвостовика и корпуса из разных сплавов или из одного сплава, но с разными режимами термообработки, например, изготовление корпуса из более абразивностойкого сплава, а хвостовика из сплава, менее подверженного усталостному разрушению. В расширителях с цельной конструкцией такой возможности нет.
Устройство состоит из корпуса 1, на котором расположены лопасти 2, выполненные скругленной формы и оснащенные PDC вооружением, с нижней режущей частью 3 и верхней калибрирующей частью 4. Лопасти 2 снабжены проточками 5. На левом конце корпуса 1 выполнена замковая резьба 6 для крепления к расширителю лопастному пилот-долота или центратора (на рисунке не показаны), а на правом - метрическая резьба 7, с помощью которой заворачивается хвостовик 8, после чего он приваривается электродуговой сваркой под слоем флюса 9. На правом конце хвостовика 8 выполнена замковая резьба 10 для крепления расширителя лопастного к колонне бурильных труб.
Работа устройства заключается в следующем.
Согласно геотехническим условиям бурения скважины готовится устройство требуемой комплектации породоразрушающей части. Наиболее целесообразно использование расширителя лопастного в мягких породах и породах средней твердости. Расширитель лопастной крепится к бурильным трубам посредством замковой резьбы 6, после к расширителю лопастному с помощью замковой резьбы 10 крепится буровое долото либо центратор, затем вся компоновка транспортируется к месту расширения. По мере движения расширителя лопастного по скважине происходит сначала воздействие лопастей 2 на горную породу, за счет чего происходит ее разрушение, а после калибрующей части 4, обеспечивающей требуемый диаметр расширения. В процессе бурения сопротивление породы резанию, разрушению преодолевается за счет крутящего момента и осевой нагрузки, приложенных к устройству посредством верхнего привода либо забойного двигателя. Расширитель лопастной обеспечивает высокую скорость проходки за счет скругленной формы породоразрушающих лопастей 2, приближенной к форме лопасти долота, и проточек 5, улучшающих вынос выбуренной породы из зоны резания.
Увеличение ресурса работы расширителя лопастного достигается за счет возможности использования различных видов стали для корпуса и хвостовика, что позволяет добиться увеличенной износостойкости для породоразрушающего узла без ухудшения физико-механических свойств ниппельной части замкового соединения хвостовика. Помимо этого, сварная конструкция расширителя лопастного значительно упрощает и удешевляет процесс его реставрации, что также влияет на общий ресурс устройства и экономическую целесообразность многократного использования.