Породоразрушающий инструмент

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении скважин с отбором или без отбора керна. Цель изобретения - повышение эффективности работы породоразрушающего инструмента (ПРИ) за счет снижения энергоемкости процесса разрушения породы. Корпус 1 ПРИ имеет рабочие узлы 5, торцовые и боковые поверхности которых армированы соответственно износостойкими вставками 6 и калибрующими элементами (КЭ) 7. Вставки 6 на торцовой поверхности установлены концентрично и с радиальными зазорами одна относительно другой. Количество КЭ 7 на наружной поверхности по крайней мере нескольких рабочих узлов 5 различно. Благодаря концентричному расположению вставок 6 на забое образуются выступы, которые эффективно разрушаются радиальными усилиями, создаваемыми КЭ 7 при их контакте со стенками скважины. Так как количество КЭ 7 на рабочих узлах различно, различной будет реакция со стороны стенок скважины, а следовательно, ПРИ будет находиться в неуравновешенном состоянии и совершать радиальные перемещения. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 21 В 10/48, 10/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4090476/22-03 (22) 30.05е86 (46) 23.07.89. Бюл, М 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт экономики минерального сырья и геологоразведочных работ (72) В.М,Питерский, H.М,Панин, Л.Н.Думками, Е.И.Суслов, В.А.Кирсанов, 10.Е.Будюков, В.Г,Савостьянов и В.Ф.Сорокин (53) 622.24.051.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 468987, кл. F. 21 В )О/42, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N- 1357534, кл. Е 21 В 10/48, 1985. (54) ПОРОДОРАЗРУША101ЦИЙ ИНСТРУМЕНТ (57) Изобретение относится к горной прои-сти и м.б. использовано при бурении скважин с отбором или без отбора керна. Цель изобретения — повышение эффективности работы породоразрушающего инструмента (ПРЯ) sa счет

„„Я0„„1495427 А 1

1. снижения энергоемкости процесса разрушения породы, Кор-. ус 1 ПРИ имеет рабочие узлы 5, торцовые и боковые поверхности которых армированы соответственно износостойкпми вставками

6 и калибрующими элементами (КЭ) 7, Вставки 6 на торцовой поверхности установлены концентрично и с радиальныгми зазорами одна относительной другой. .количество К3 7 на наружной поверх ности по крайней мере нескольких рабочих узлов 5 различно. Благодаря концентричному расположению вставок 6 на забое образуются выступы, которые эффективно разрушаются радиальными усилиями создаваемыми КЭ 7 при их

У

Ж контакте со стенками скважины, Так как количество КЭ 7 на рабочих узлах различно, различной будет реакция со

cToppilbI стенок сквекннн, е снедсве" тельно, ПРИ будет находиться в неуравновешенном состоянии и совершать ра- 2 диальные перемещения. 6 ил.

1495427

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к породораэ" рушающему инструменту, и может быть использовано при бурении скважин как. с отбором, так и без отбора керна.

Цель изобретения — повышение эффективности работы породоразрушающего инструмента за счет снижения энерго- емкости процесса разрушения породы.

11а фиг.1 изображен породораэрушаю щий инструмент в виде алмазной коронки, обп ий вид, на фиг.2 — вид коронки со стороны рабочего торца; на фиг,3 —, схема действия сил на коронку в гори-/!5 зонтальной плоскости; на фиг.4 — породоразрушающий инструмент в виде лопастного долота, общий вид; на фиг. 5- впд A на фиг,4; на фиг,6— вид Б на фиг,4, 20

Породоразрушающий инструмент в ни. де коронки содержит корпус с присо" единительной резьбой 2 и матрицу 3, разделенную промывочными пазами 4 на отдельные рабочие узлы (секторы) 5, торцы которых армированы иэносостойкими вставками 6 из синтетических или естественных алмазов, а боковые поверхности †. скважино- и кернока, 30 либрующими элементами 7 и 8. Износо- стойкие вставки 6 на торце всех секторов 5 установлены концентрично и с радильным зазором в виде кольцевых пазов 9 одна относительно другой, причем количество кольцевых пазов 35

9 выбирается в зависимости от диаметра коронок и ширины матрицы 3. Дно пазов 9 может армироваться дополнительными режущими элементами 6а.

Часть секторов 5 коронки имеет различ"40 ную оснащенность калибрующими элементами 7 и 8. Секторы 5а и 5б HblIIoJIHBHbI с большим количеством скважинокалиб»..

I рующих элементов 7, а диаметрально противоположные секторы 5в и 5r — с меньшим 45 количеством элементов 7 по сравнению с.

"нейтральными" секторами 5д и 5ж.

Причем секторы 5а и 5б большим количеством скважинокалибрующих элементов 7 являются смежными, т,е. они от;50 носительно диаметральной плоскости

10, проходящей через "нейтральные" секторы 5д и 5ж, сгруппированы по одну сторону, а секторы 5в и 5г с меньшим количеством элементов 7 — IIo 55 другую сторону. Однако возможна и.. другая схема расположения секторов

5, чапример чередование секторов с большим и меньшим количеством калибрующих элементон 7, При этом секторы 5а и 5б оснащены меньшим количеством к ернок али6 рующих элеме нтов 8 по сравнению с секторами 5в и 5r, что понышает нероятность сохранения керна от скола,.

Породоразрушающий инструмент н виде лопастного долота включает корпус

1, рабочие узлы (ступенчатые лопасти)5, армированные износостойкими вставками 6 из твердого сплава, уста-. новленными наклонно на передней грани лопастей 5. Корпус 1 выполнен с шестигранным штыревым замком 11 для соединения с бурильной колонкой. Боковые поверхности лопастей 5 оснащены калибрующими элементами 7, количество которых, Iio крайней мере, на нескольких лопастях различно. При этом износостойкие вставки 6 на каж » дой ступени всех лопастей установлены концентрично по схеме с неперекрытым забоем.

Принцип работы породоразрушающего инструмента заключается н следующем.

Под действием крутящего момента и осевой нагрузки износостойкие встанки 6 внедряются в породу и разрушают ее. Благодаря концентрическому расположению вставок 6 на забое образуются выступы, которые эффективно разрушаются радиальными усилиями, создаваемыми калибрующими элементами 7 при их контакте со стенками скважины. Так как количество калибрующих элементов на рабочих узлах 5 (секторах и лопастях) различно, то различной будет и реакция со стороны стенок скважины, а следовательно, породоразрушающий инструмент будет находиться в неуравновешенном состоянии и совершать в процессе работы радиальные перемещения. Для усиления этоге эффекта внутренние боковые грани рабочих узлов 5 с большим количеством калибрующих элементов 7 на наружной поверхности могут выполняться без калибрующих элементов 8 или же с меньшим количеством, чем другие рабочие узлы, Это относится к лородоразрушающему инструменту н виде буровой коронки, Однако подобная армиронка может быть использована и в лопастных долотах. !

Предлагаемая схема вооружения лородораэрушающего инструмента обеспечи1495427 вает разрушение породы в режиме крупного скола, что значительно снижает энергоемкость процесса разрушения.

Это позволяет повысить проходку на

5 породоразрушающий инструмент и механическую скорость бурения.

Формула изобретения

Породоразрушающий инструмент, содержащий корпус с рабочими узлами, торцовые и боковые поверхности которых армированы соответственно износо15 стойкими вставками и калибрующими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения эфсЬективности его работы за счет снижения энергоемкости разрушения породы, износостойкие вставки на торцовой поверхности всех рабочих элементов установлены концентрично и с радиальными зазорами одна относительно другой, при этом количество калибрующих элементов на наружной поверхности по крайней мере нескольких рабочих узлов разлйчно, 1495427

Составитель А.Хромин

Редактор Л.Зайцева Техред А,Кравчук 1 Корректрр О,Кравцова

Заказ 4223/28 Тираж 514 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж"35, Рауюская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101