Долото для вращательного бурения

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить качество буровых работ за счет самоориентации долота для вращательного бурения внутри угольного пласта со сложной гипсометрией и одновременно увеличить проходку на долото. Долото содержит корпус 1 с пазами (П) 2 на наружной боковой поверхности. В корпусе 1 выполнены полость 3 и радиальные каналы (РК) 4, сообщающиеся с полостью 3 и выходящие в П 2. В каждом РК 4 размещен поршень 7 со штоком 8. На выходе РК 4 установлена крышка 9, через которую проходит шток 8. В П 2 установлены с возможностью радиального перемещения породоразрушающие лопасти (Л) 5, жестко соединенные со штоком 8. Образованные в РК 4 штоковые полости 10 сообщены между собой каналами. Полость 3, РК 4 и штоковые полости 10 заполнены жидкостью. Крышка 9 одновременно служит ограничителем хода Л 5. Режущая кромка 14 Л 5 выполнена выпуклой формы в виде гладкой кривой линии, касательная к которой, проведенная через ее крайнюю периферийную точку, параллельна оси долота, а касательная, проведенная через ее ближайшую к оси долота точку, пересекается с первой касательной под острым углом, не превышающим 30°. В процессе бурения по угольному пласту со сложной гипсометрией Л 5 долота могут поочередно контактировать с более твердой породой кровли или подошвы пласта. При этом контактирующая с более твердой породой Л 5 смещается под действием увеличенных тангенциальных нагрузок к центру долота, вызывая смещение от центра долота других Л 5 под действием избыточного давления внутри полости 3, сопровождающееся перетеканием жидкости из штоковых полостей 10 последних Л 5 в штоковую полость 10 первой Л 5 по каналам. В результате долото отклоняется в угольный пласт, т.е. самоориентируется внутри угольного пласта. Корпус 1 долота вместе с поршнями 7 и штоками 8 может быть использован многократно. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (10 (s1)s Е 21 В 10/42

ГОСУДАРственный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

Ов

° ю

Ъ (21) 4642697/03 (22) 30.01.39 (46) 07,08.91. Бюл. 1 Ь 29 (71) Ленинградский горный институт им.

Г.В.Плеханова (72) А.К.Арно, Л.К.Горшков и В.Я.Климов (53) 622.24.051(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1350322, кл. Е 21 В 10/62, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 876949, кл. Е 21 В 10/42. 1979. (54) ДОЛОТО ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО бУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить качество буровых работ за счет самоориентэции долота для вращательного бурения внутри угольного пласта со сложной гипсометрией и одновременно увеличить проходку на долото. Долото содержит корпус 1 с пазами (П)

2 на наружной боковой поверхности. В «орпусе 1 выполнены полость 3 и радиальные каналы (РК) 4, сообщающиеся с полостью 3 и выходящие в П 2. В каждом РК 4 размещен поршень 7 со штоком 8. На выходе РК 4 установлена крышка 9, через которую проходит шток 8. В П2 установлены с возможностью радиального перемещения породоразрушающие лопасти (Л) 5. жестко соединенные со штоком 8, Образованные в

РК,4 штоковые полости 10 сообщены между собой каналами. Полость 3, РК4 и штоковые полости 10 заполнены жидкостью. Крышка

9 одновременно служит органичителем хода

Л 5. Режущая кромка 14 Л 5 выполнена выпуклой в виде гладкой кривой линии, касательная к которой, проведенная через ее крайнюю периферийную точку, параллель 668617

15 на, 0 и i! "Ол«0!« " а к «сатель!-:Эя, проведенная с.," 0 «,6 «1! I!;:жаиш ую к, Ог и долота TO«t t«y

tletpece: «ется с nel3RGA касательноЙ под острьь угл«о«м«, нB Г!ревышающим 30 . В Ipo

ЦВСС6 УРВНИЯ IIO УГОЛЬНОМУ ПЛВСТУ CQ

Сложной ГипсометриеЙ П 5 ДолОта мОГут floОчередно контактировать с более твердой породой кровли MnN подошвы пласта, Г«ри .««Том K..I!Г актирующая с более твердой породой Ji 5 смещаетcfl под действлем увеличенн ь1Х тайге?hfit!B«t ьн ых нагрузок к центру

«/:,;,?«! «» i BHNB Q « fGc:. ся к i вернои про . .ь:I «riedftocT;; л может бь, ть использовано 6 ,.цолотах для Враг«1ат«ельнОГО бурен«ля преимуще:твенно внутри угольных пластов. ! «3««ь и«зобретения повышениB качест"

- «JpoBb!х работ BB c-! Bò самООриентирова" .-!Ия «10:IQTB Внутри уГольнОГО пласта cG ;!«ы «НОЙ Г«лспаметр!лей «л О«1новременно ЛОВ ы ш 6 н ив и роходк и н а дол ото.

На фиг.1 представлено долото для враыа!.ельного бурения, общий вид с частичнь«м Вь!Оез! « . «; на ««и«Г,2 сечение А"А на

:!«и, «; на ч!)и!.3 — схема лопасти с режущей

К " 0 М! К О Й .

) «оло о содержит корпус 1 с г«родольнb!ми i!BÃBI ".t«f ? На HBp«««жнс«й бОковой ООВерх

Ос.!.yt KО;опус„.-ь Я,,ор!,усе ", выполнены по,:; сть 3 и рад«лальные каналы 4. Выходя:.цие В продольные пазы 2 «л сообщеннь,е с и: !ocTi=io 3«, ь пазах,с установлень! с воз" .:l 0. ?KtJGCTbI0 ОРВИВЛЬНОГО ПBР6. 46Щ6НИЯ Поро!«, .;> «Вэtp« ó û! В«го«!.цие лог«асти 5 с хвос «Овиками В виде поршня 7 сс штоком 8,,".K ..,,l:: 0 c«>6«!if!il- !6i !н ым с л! «! «Встью 5 посдед

Ство& BI!«H I В 5. ««.ВФДЫЙ ПОРШ6НЬ РВЗМЕШBН

06««иа«л«ьн«г«н канал6 4!„а на вход це

If c. =!!! «Уi: Tà". г! ОВЛ!«На КРЫ 0KB 9, Ч«. РBЗ KO торуне i!pсходит L òQK 8, г«рышкз 9 ОднО9 08-. м 6 -! н О:". -: л я 6 т с я О! О а н и ч и т 6 л 8 м р.«ди&л»ного перемеьцения лдпастеЙ 5. Обре.:, Ова. «!..««еся В радиальных каналах 4 што-!

;Овb!=,-: !TQ!« Сти 1«Q сообще«чь, :.ежду собой !. анап«а?«!, ": t.!3orocYb 3. ".адиальны8 каналы

4! l ж:!«! .08bt«I полости t G заполня!Отся жиДк(«тью !Bip О ; 6!»с г«ля 12 корпуса ", после чего эги Отверстия закрываются пробками

".3. «- ех«:"!«щая кромка «4 ЛОГ«астей 5 Выполне на; ««-,,«?л«"«, «!»И»««6 !"ладкои кривой «!инии

«((!- Т6Л!. НЭЯ « К ? ОТОРОЙ, ПООВЕД8ННВЯ «!8 рез 66 к ". злн«ою и рид)ерийну!О точк «, па", .!, -.:!IB;-. ««ьна Оси д«оло . В, а !;Всательная 72, rIo0«ч6 «:ная чеоез 66 оли;кайшiу?0 Оси ««гдолота, Вызывая смещение от центра долота

Других Л 5 под действием избыточного давления в;утри полости 3, сопровождающееся перетеканием жидкости из штоковых полостей 10 последних Л 5 в TQKGBy!0 полость 10 первой Л 5 по каналам, В результаТ6 долото отклоняется в угольный пласт, т.е, самоориентируется внутри угольного пласта. Корпус 1 Долота ВМ6стB с поршнЯыи 7 «л штоками 8 может быть использован многоКрВ гнО. 3 «лл, лота точку, пересекается с указанной выше касательной подострым углом, не превыша3Оо

Долото работает следу«ощим образом.

В процессе буре?«ия по угольному пласту на долото передаются осевая нагрузка и крутящий момент, под действием которых режущие кромки 11 лопастей 5 разрушают породу. «1ри сложной гисометрии flffBGTB лопасти 5 могут поочередно контактировать с более твердыми, чем уголь, породами кровли или подошвы пласта, 6 этом случае на контактирующую с более твердой породой лопасть действуют более высокие танген циальные усилия, стремящиеся сместить эту

ЛОпасть к центру долота

Смещени«6 лопасти 3 приводит к смещению в радиальном канале 4 связанного с ней поршня б в том же направлении, В результате в полос-ги 3 и радиальных каналах 4 зозникает лзбыточное давление, которое, воздействуя на поршни других лопастей, заставляет последние смещаться от центра долота, чем достигается уг.вличение глубины внедрения режущих кромок лопастей в более мягкие породы угольного пласта. Прл

BTGN жидкость из UlTQKQBblx floltocTBA 9 fl0 пастей, контактирующих с породами угольного пласта, по каналам 10 перетекает в штоковую полость 9 лопасти, контактируюu f0 8 данный момент с породами кровлл или подошвы пласта, В результате происходит отклонение долота в угольный пласт, т.е. самоориентация долота внутри пласта.

Предложенная форма режущей кромкл лопастей облегчает отклонение долота от более твердых пород кровли или подошвы пласта, Зсе это обеспечивает качественное выполнение бурения скважин в угольных пластах со сложной Гипсометрией, Конструкция дОлота раосчитднд на мнОГОразовое использование корпуса., что повышает проходку на долото и снижает стоимость et0 эксплуатации.

1668617

Составитель B,Якимов

Техред М.Моргентал

Koppeõò0ð Ы,Максимишинец

Редактор О.Хрипта

Заказ 2637 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, уи.Гагарина, 101

Формула изобретения

Долото для вращательного бурения, содержащее корпус, продольные пазы на наружной боковой поверхности корпуса, полость внутри корпуса, заполненную жид- 5 костью, радиальные каналы, выходящие в продольные пазы и сообщенные с полостью, установленные в пазах с возможностью радиального перемещения породораэрушающие лопасти с хвостовика- И ми, размещенными в радиальных каналах, и ограничители радиального перемещения лопастей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества буровых работ за счет самоориентирования долота внутри 15 угольного пласта со сложной гипсометрией и одновременного повышения проходки на долото, хвостовик каждой лопасти выполМ-4 нен в виде поршня со штоком, жестко соединенным с лопастью, а ограничитель радиального перемещения лопастей — в виде установленной на выходе радиального канала крышки с отверстием, через которое проходит соединенный с лопастью шток, причем образовавшиеся в радиальных каналах между поршнями и крышками штоковые полости сообщены между собой каналами и заполнены жидкостью, при этом режущая кромка лопастей выполнена выпуклой в виде гладкой кривой линии, касательная к ко- . торой, проведенная через ее крайнюю периферийную точку; параллельна оси долота, а касательная, проведенная через ее ближайшую к оси долота точку, пересекается с упомянутой касательной под острым углом, не превышающим ЗОО.