Результат интеллектуальной деятельности: КОРОНКА ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В ВЫСОКОГАЗОНОСНЫХ ПЛАСТАХ

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами.

Известна коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус и запорный орган, установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещения (см. авт. св. СССР №316846, кл. Е21В 10/36, 1971 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести малую эффективность из-за возможности попадания шлама в зону размещения пружины и заклинивания стопорной шпильки угольной пылью. Оба этих фактора ведут к тому, что запорный орган не сработает и шлам с забоя скважины через открытую полость между седлом и запорным органом попадет в полость буровых штанг и может привести к травмированию обслуживающего персонала.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащая корпус с седлом, глухим осевым каналом и кольцевой расточкой, сообщенной с наружной поверхностью корпуса промывочными каналами, и установленный в полости осевого канала корпуса запорный орган (см. патент РФ №2481460, кл. Е21В 10/60, 2013 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести сравнительно высокую сложность конструкции, что снижает ее эффективность и повышает затраты на проведение буровых работ. Кроме того, размещение запорного органа в осевом канале корпуса на пути перемещения промывочной жидкости ведет к росту энергозатрат.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение эффективности ее работы и снижение энергоемкости процесса бурения.

Указанный технический результат достигается тем, что в коронке для бурения скважин в высокогазоносных пластах, содержащей корпус с седлом, глухим осевым каналом и кольцевой расточкой, сообщенной с наружной поверхностью корпуса промывочными каналами, и установленный в полости глухого осевого канала корпуса запорный орган, согласно изобретению запорный орган выполнен в виде шара, осевой канал - с расширенным участком, в верхней части которого расположено седло под запорный орган, а в нижней части - наклонный карман для размещения шара в исходном положении, при этом карман сообщен посредством дополнительного канала с кольцевой расточкой корпуса.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид коронки в продольном разрезе в рабочем положении. Буровая коронка содержит корпус 1 с породоразрушающими элементами 2, седлом 3, глухим осевым каналом 4 и кольцевой расточкой 5, сообщенной с наружной поверхностью корпуса 1 промывочными каналами 6. В полости глухого осевого канала 4, выполненного с расширенным участком 7, размещен запорный орган 8, выполненный в виде шара. В верхней части расширенного участка 7 расположено седло 3 под запорный орган 8, а в нижней части - наклонный карман 9 для размещения шара 8 в исходном положении, т.е. в процессе нормального бурения (без выбросов), при этом карман 9 сообщен посредством дополнительного канала 10 с кольцевой расточкой 5 корпуса 1. Такое выполнение запорного органа 8 позволяет с одной стороны упростить конструкцию коронки, а следовательно, и снизить ее стоимость, а с другой стороны это позволяет повысить надежность работы и исключить несрабатывание запорного органа 8.

В процессе бурения промывочная жидкость через колонну буровых штанг подается в полость коронки и оттуда через расширенный участок 7, кольцевую расточку 5 промывочные каналы 6 на забой скважины, минуя запорный орган 8. Это значительно снижает энергоемкость процесса бурения, т.к. запорный орган 8 не создает дополнительного сопротивления продвижению промывочной жидкости. При встрече пластов с высоким содержание газа могут произойти микровыбросы, опасные для обслуживающего бурового персонала. В таких случаях под действием давления пластового газа, значительно превышающего давление промывочной жидкости и поступающего с забоя скважины в карман 9 через промывочные каналы 6, кольцевую расточку 5 и дополнительный канал 10 запорный орган 8 поднимается вверх и садится на седло 3. При этом осевой канал буровых штанг, на которых коронка спускается в скважину, перекрывается и тем самым исключаются выброс буровой мелочи и случаи травмирования бурового персонала.

Применение предложенной коронки повышает эффективность ее работы при бурении по взрывоопасным пластам и снижает затраты на проведение буровых работ благодаря упрощению конструкции буровой коронки и снижению энергозатрат.