Прогрессивные технологии сооружения скважин

ИНЕРЦИОННЫЕ РАСШИРИТЕЛИ

В инерционных расширителях при забурке инструмента в по­роду и разрушении забоя используют центробежную силу инер­ции, возникающую при вращении колонны бурильных труб. При выдвижении лопастей до упора разрушение забоя и поддержание породоразрушающих органов в раскрытом положении осуществ­ляется под действием осевой нагрузки. Для бурения скважин с обратной промывкой И. Л. Сергиенко рекомендует использовать инерционный расширитель с промежуточной тягой (рис. 4.29).

Техническая характеристика инерционного расширителя

TOC o "1-3" h z Диаметр инструмента в транспортном положении, мм........................ 176

Диаметр создаваемой каверны, мм........................................................ 485

Выход породоразрушающей лопасти, мм........................................... 309

Частота вращения инструмента, об/мин............................................. 50-100

Осевая нагрузка на долото при раскрытых лопастях, кН, менее........ 20

Максимальный крутящий момент, Н-м............................................... 2000

Высота, мм........................................................................................... 600

Расширитель спускают в скважину до верхней границы рас­ширяемого интервала и начинают вращение инструмента. При этом за счет центробежной силы лопасть расширителя отклоня­ется от корпуса, а тяга приподнимает центрирующую втулку. Выход лопасти увеличивается до максимального, после чего про­водят расширение заданным диаметром. Несмотря на простоту конструкции, данный расширитель применяют в породах, сло­женных пропластками слабосцементированных песков малой мощности и с относительной однородностью по физико-механи­ческим свойствам.

Наличие одной лопасти не позволяет центрировать инстру­мент и создать нормальные условия для его работы. При забурке в случае контакта лопасти с относительно твердым участком по­роды возможно отклонение корпуса расширителя совместно с колонной бурильных труб к стенке скважины, противоположной забою. При этом внедрение лопасти в породу существенно ос­ложняется. В процессе работы инструмента колонна бурильных труб вместе с корпусом расширителя будет описывать прецесси­онное движение в скважине, которое приведет к биению инстру­мента, резкому возрастанию нагрузок и повышенной опасности поломки тяги, лопасти, обрыву бурильных труб.

В ПСО Востокбурвод разработан двухлопастной инерцион­ный расширитель (рис. 4.30). Г. П. Квашнин рекомендует приме­нять данную конструкцию для проработки ствола скважины пе­ред спуском обсадной колонны, а также при посадке фильтровой колонны в неустойчивые водоносные пласты с прослойками пу­чащих глин.

Техническая характеристика двухлопастных инерционных расширителей, выпускаемых Новосибирским опытно-механическим заводом ПСО Востокбурвод

Шифр.................................................... РД-269 РД-295 РД-346

Диаметр, мм:

Со сложными лопастями................. 143 193 240

В рабочем положении.................... 269±1 295±1,5 346±2

Длина корпуса, м....................................... 110 120 460

Двухлопастные инерционные расширители обеспечивают в сравнении с однолопастными конструкциями более центриро­ванную и устойчивую работу инструмента. За счет исключения промежуточных тяг и других звеньев существенно повышается надежность работы расширителя. Лопасти посажены на одном валу, что позволяет сделать его повышенного диаметра и предо­хранить от разрушения. Изготовление расширителя из-за просто­ты его конструкции возможно в условиях механических мастер­ских производственных организаций.

Для расширения скважин под гравийную обсыпку и сущест­венного повышения дебита двухлопастной инерционный расши­ритель может применяться в ограниченных объемах вследствие относительно малого выхода породоразрушающих органов и не­достаточного диаметра создаваемой каверны.

В тресте «Укрбурвод» разработан трехлопастной инерцион­ный расширитель (рис. 4.31) с опорой на забое скважины, пред­назначенный для увеличения диаметра скважины с 240 до 500­700 мм под гравийную обсыпку. Лопасти 1 расширителя имеют трехугольную форму с центром тяжести 2 и отверстиями 3 под

Оси 4 шарниров. Оси 4 шарнирно связаны с фланцем 5 буриль­ной трубы 6. Тяги 7 шарнирами 8 связаны с лопастями 1, а шар­нирами 9 - с направляющим кольцом 10, свободно перемещаю­щимся по бурильной трубе. На фланец 5 навинчен кольцевой регулируемый упор 11.

В транспортном положении лопасти 1 скреплены с болтами 12, установленными на замке бурильной трубы 6 с помощью проволок 13, пропущенных через отверстия 14 и 15 двух частей замкового соединения, между которыми при монтаже бурильных труб оставлен зазор 16. Над фланцем 5 установлена форсунка 17 С выступающим плунжером 18, обращенным к рычагу 19 одной из лопастей 1.

Расширитель спускают в скважину на бурильных трубах. При достижении инструментом заданного интервала колонну начи­нают врезать и верхнюю бурильную трубу проворачивают отно­сительно нижней, которая связана с долотом, контактирующим с

Выбуренной породой. Трубу поворачивают в пределах, ограни­ченных зазором 16. При этом края отверстий 14 и 15 перекусы­вают проволоку 13, и лопасти 1 под воздействием центробежных сил выдвигаются до соприкосновения с забоем, а затем и кольце­вым упором 11. Тангенциальное расположение лопастей 1 мак­симально удаляют центры тяжести 2 от осей шарниров, обеспе­чивая тем самым надежность раскрытия расширителя.

Равномерность раскрытия лопастей 1 обусловлена тем, что они связаны между собой направляющим кольцом 10.

Техническая характеристика расширителя треста « Укрбурвод»

Длина в сборе, мм...................................................................... 1220

Диаметр, мм:

В сборе................................................................................. 240

В рабочем положении.......................................................... 500, 600, 700

Масса, кг.................................................................................... 117-118

Среди инерционных расширителей конструкция треста «Укр­бурвод» предпочтительна, так как обеспечивает равномерную работу лопастей вследствие их одинакового погружения и цен - трации инструмента. К общим недостаткам инерционных расши­рителей следует отнести сложность забурки в неоднородных по­родах и необходимость проведения расширения от верхней к нижней границе продуктивного интервала, что при прямой про­мывке осложняет очистку формируемой каверны от шлама.