Результат интеллектуальной деятельности: КАЛИБРАТОР

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к калибраторам, обеспечивающим сохранность заданного диаметра скважины.

Известен калибратор, содержащий корпус с присоединительными резьбами на концах и радиальными каналами, в которых размещены подпружиненные рабочие элементы, армированные породоразрушающими элементами (см. авт. св-во СССР №1257158, кл. Ε21В 10/28, 1986 г.).

Недостатком данного калибратора является сложность конструкции и, как следствие этого, - малая надежность в работе и высокая стоимость.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является калибратор, содержащий корпус с присоединительными резьбами на концах и рабочие элементы, армированные износостойкими вставками (см. авт. св-во СССР №1652502, кл. Ε21В 10/30, 1991 г.).

К недостаткам данного калибратора следует отнести низкую эффективность в работе, связанную с быстрым выходом его рабочих элементов из строя из-за постоянного контакта его рабочих элементов со стенками скважины. Другим недостатком его является невозможность использования для демпфировании ударных осевых нагрузок, сопровождающих процесс бурения, особенно при бурении по твердым и крепким породам шарошечными долотами. Это также снижает эффективность работы бурового инструмента.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы калибратора.

Указанный технический результат достигается тем, что калибратор, содержащий корпус с присоединительными резьбами на концах и рабочие элементы, армированные износостойкими вставками, согласно изобретению снабжен втулкой с уплотнительным элементом, размещенным на наружной поверхности одного из ее концов, при этом корпус выполнен в виде кольцевой ленточной пружины, витки которой служат рабочими элементами, а втулка установлена телескопически внутри кольцевой пружины с возможностью перекрытия ее межвитковых зазоров.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что уплотнительный элемент втулки размещен на свободном конце втулки между ее наружной поверхностью и внутренней поверхностью корпуса.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид калибратора в продольном разрезе.

Предложенный калибратор содержит корпус 1 с рабочими элементами 2, армированными износостойкими вставками 3, и присоединительными резьбами 4 и 5 на концевых участках. Верхняя резьба 4 служит для присоединения к нижней части бурильной колонны, а нижняя резьба 5 - к породоразрушающему инструменту 6, в качестве которого может использоваться шарошечное долото, алмазная или твердосплавная коронки. Калибратор снабжен втулкой 7, один конец которой жестко соединен с корпусом 1 или породоразрушающим инструментом 6, а другой конец установлен с возможностью осевого перемещения. Рабочие элементы 2 калибратора выполнены в виде кольцевой ленточной пружины, наружная поверхность которых армирована износостойкими вставками 3. Втулка 7 установлена телескопически внутри ленточной пружины с возможностью перекрытия ее межвитковых зазоров для направления всего потока промывочной жидкости к забою скважины через гидромониторную насадку 9, закрепленную в полости породоразрушающего инструмента. Для исключения потерь промывочной жидкости втулка 7 оснащена уплотнительным элементом 8, установленным на свободном конце втулки 7 между ее наружной поверхностью и внутренней поверхностью корпуса 1.

Принцип работы предложенного калибратора заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента порода разрушается рабочими органами бурового долота или коронки. В процессе бурения рабочие органы породоразрушающего инструмента изнашиваются и скважина начинает «терять диаметр». Для предотвращения сужения скважины используют калибратор. В данном калибраторе с этой целью увеличивают осевую нагрузку и рабочие элементы 2 калибратора, выполненные в виде пружинных витков, начинают увеличиваться в диаметре и обрабатывать стенки скважины и тем самым сохранять заданный диаметр скважины. Путем постоянного увеличения осевой нагрузки обеспечивается проходка скважины без зауженных участков, а следовательно, и беспрепятственный спуск в скважину следующего породоразрушающего инструмента. В процессе работы породоразрушающего инструмента 6 рабочие элементы 2 калибратора под действием осевой нагрузки совершают возвратно-поступательное движение, выполняя функцию демпфера и предохраняя тем самым износостойкие вставки 3 калибратора и вооружение рабочих органов породоразрушающего инструмента 6 от ударных нагрузок, приводящих к их сколу. Это позволит значительно увеличить срок службы как калибратора, так и самого породоразрушающего инструмента 6.

Таким образом, применение предложенного калибратора позволит максимально использовать ресурс работы его рабочих элементов и тем самым повысить эффективность работы как самого калибратора, так и породоразрушающего инструмента.