Буровое долото

 

Изобретение относится к бурению глубоких скважин. Цель - повышение безопасности работы путем исключения случаев использования изношенного долота. Для этого в центральной полости 5 расположен стакан 6. В последнем размещен подпружиненный поршень (П) 13 со штоком 14, к которому жестко прикреплен наконечник 15 с возможностью взаимодействия с шарошками 4 в крайнем нижнем положении П 13. В стакане 6 закреплен диск 18 с возможностью образования полости над Н 13. В диске 18 выполнены радиальная расточка (Р) 21 и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1442630 А1 (51) 4 Е 21 В 10/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4129119/22-03 (22) 04.10.86 (46) 07.12.88. Бюл. № 45 (7! ) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) В. Г. Литвишко, Н. П. Литвинов и В. И. Зюбин (53) 622.24.053 (088.8) (56) Лукьянов Э. Б. Исследование скважин в процессе бурения. — М.: Недра, 1981.

Погарский A. А. и др. Оптимизация процессов глубокого бурения.— M.: Недра, 1981, с. 120. (54) БУРОВОЕ ДОЛОТО (57) Изобретение относится к бурению глубоких скважин. Цель — повышение безопасности работы путем исключения случаев использования изношенного долота. Для этого в центральной полости 5 расположен стакан 6. В последнем размещен подпружиненный поршень (П) 13 со штоком 14, к которому жестко прикреплен наконечник 15 с возможностью взаимодействия с шарошками

4 в крайнем нижнем положении П 13. В стакане 6 закреплен диск 18 с возможностью образования полости над П 13. В диске 18 выполнены радиальная расточка (Р) 2! и

1442630

1О пересекающийся с ней осевой канал 22. В P

2I установлен подпружиненный золотник 23.

Канал 22 соединяет полость 5 с кольцевой полостью 20 над П 13. Полость 5 соединена с P 21. Стакан 6 выполнен с наружной проточкой 7, соединенной с P 21. Проточка 7 соединена с лапами, выполненными с каналами. Золотник 23 установлен в P 21, перекрывая канал 22. В лапе закреплена шайба

Изобретение относится к бурению глубоких скважин и касается вопроса совершенствования буровых долот.

Цель изобретения — повышение безопасности работы путем исключения случаев использования изношенного долота.

На фиг. 1 изображено буровое долото, вертикальный разрез; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел I на фиг. 1; на фиг. 4 — узел II на фиг. 1; на фиг. 5— момент включения стопорного устройства; на фиг. 6 — узел III на фиг. 5.

Буровое долото (фиг. !) состоит из корпуса в виде трех сваренных между собой лап 1 с цапфами 2, подшипников 3 закреп ленных на цапфах, и шарошек 4, установленных на подшипниках. В центральной полости 5 долота помещен стакан 6, служащий для удобства монтажа и имеющий кольцевую наружную проточку 7, отверстие 8, соединяющее проточку 7 с внутренней полостью

9 стакана 6, и отверстие 10 в дне 11 стакана для соединения его внутренней полости 9 с надзабойным пространством. В стакане 6 установлены и застопорены от продольного перемещения пружинными шайбами 12 стопорное устройство и клапанный узел.

Стопорное устройство состоит из поршня

13, штока 14 и наконечника 15, соединенных с поршнем 13 посредством резьбового соединения 16. В поршне 13 установлен перепускной клапан 17 (фиг. 3). В исходном положении поршень 3 подпружинен относительно дна 11 стакана 6 и уравновешен через отверстие 10 и перепускной клапан 17.

Клапанный узел выполнен в виде диска

18 с наружной проточкой 19 и кольцевой полостью 20. В диске 18 выполнена радиальная расточка 21 и пересекающийся с ней осевой канал 22. В радиальной расточке 21 установлен подпружиненный со стороны малого диаметра золотник 23 с проточкой 24.

Радиальная расточка 21 через канал 25 соединена с кольцевой полостью 20 и через проточку 19, отверстие 8, наружную проточку 7 и канал 26 в лапе 1 — с полостью 27 под

12, перекрывающая ее канал и взаимодействующая с шарошкой 4. При смещении золотника 23 масло из левой половины P 21 перемещается в полость 20. При этом повышается давление, П 13 смещается вниз, и наконечник 15, взаимодействуя с шарошками 4, заклинивает их. Момент вращения долота резко возрастает. 6 ил. шайбой 28, приваренной к опорной поверхности лапы 1 в зоне ее скольжения по торцовой поверхности шарошки 4.

Клапанный узел выполнен в виде прецизионной пары. Детали герметизированы уплотнениями, каналы заполнены маслом с установкой пробок или разделительных мембран. Для извлечения клапанного узла на верхнем торце диска 18 выполнены гнезда с резьбой 29 под рым-болты. Диск 18 с поршнем 13 образуют полость 30.

Буровое долото работает следующим образом.

В исходном положении золотник 23 находится в крайнем правом положении и перекрывает канал 22, так как проточка 24 в это время смещена относительно канала 22.

Давление под клапанным узлом за счет отверстия 10 и перепускного клапана 17 равно давлению в скважине. При вращении шарошки 4 происходит износ подшипников 3, затем под действием реакции забоя шарошка прижимается к шайбе 28 и изнашивает ее. При критическом износе, величина которого устанавливается экспериментально, вскрывается внутренняя полость 27 шайбы

28 (фиг. 6). Под действием давления в скважине промывочная жидкость через полость

27, канал 26, проточку 7, отверстие 8 и проточку 19 смещает золотник 23 влево. При этом масло из левой половины радиальной расточки 21 по каналу 25 перемещается в кольцевую полость 20, а проточка 24 совмещает обе части осевого канала 22, отчего давление в полости 30 повышается, поршень

13 смещается вниз, и наконечник 15, взаимодействуя с шарошками 4, заклинивает их (фиг. 5). Момент вращения долота резко возрастет, о чем показывает моментомер, это является сигналом для подъема и смены долота.

Использование изобретения приводит к сокращению случаев аварий с долотами при бурении.

1442630

Формула изобретения

Буровое долото, содержащее сваренные между собой лапы с образованием центральной полости, опоры, закрепленные на лапах, и установленные на опорах шарошки, отличаюшееся тем, что, с целью повышения безопасности работы путем исключения случаев использования изношенного долота, оно снабжено расположенным в центральной полости стаканом, расположенным в стакане подпружиненным поршнем со штоком, жестко

10 закрепленным к штоку наконечником с возможностью взаимодействия с шарошками в крайнем нижнем положении поршня, закрепленным в стакане диском с возможностью

4 образования полости над поршнем, подпружиненным золотником и шайбой, причем диск выполнен с радиальной расточкой, пересекающимся с ней осевым каналом, соединяющим центральную полость с полостью над поршнем, и соединенной с радиальной расточкой кольцевой полостью, стакан выполнен с наружной проточкой, соединенной с радиальной расточкой, а лапы выполнены с каналами, соединенными с наружной проточкой стакана, при этом золотник установлен в радиальной расточке с возможностью перекрытия осевого канала, а шайба закреплена в лапе с возможностью перекрытия ее канала и взаимодействия,с шарошкой.

27

1442630

21 28 22 20 уу

ОЬг.b

Редактор Н. Яцол а

3 а к аз 6360/27

Составитель А. Скалунов

Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Тира5к 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

27