Буровое долото

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 10/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4724691(03 (22) 31.07.89 (46) 30.01.92. Бюл, t4 4 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности "Укргипрониинефть" (72) Я.В.Кунця«, Ю.В.Дубленич, Я.С.Гаврилов, Т.Г.Агошашвили, А.Г.Мессер и: И.А,Пер-. шиков (53) 822.24.051.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . М 355333, «л. Е 21 8 10/08, 1972. (54) БУРОВОЕ ДОЛОТО (57) Изобретение относится к породоразрушающим инструментам для бурения скважин. Цель — повышение эффективности бурения за счет увеличения стойкости вооружения. Долото содержит корпус 1 с центи Ж !709058 А1 ральным 2 и радиальными 3 промывочными каналами, лапы с цапфами 4, установленные под острым углом относительно оси долота в сторону его вращения. На цапфах 4 установлены шарошки 5, на рабочих торцах которых выполнены венцы 6 и 7 породоразрушающих элементов. Породо.разрушающие венцы 6 и 7 расположены ступенчато от периферии рабочего торца к его центру с опережением каждого венца меньшего диаметра относительно предыдущего.

- Такое выполнение долота обеспечивает раздельное разрушение площади забоя, уменьшенную площадь вооружения, одновременно контактирующую с забоем, и сменяемость вооружения венцов шарошек в а процессе бурения. Это приводит к повыШе- ® нию общей стойкости вооружения долота, 3 ил.

1709058

В процессе бурения при вращении до20 лота на забое скважины шарошки 5, враща25 одическая смена контакта породоразрушающих элементов 6 и 7 с забоем скважины.

35

Изобретение относится к буровой технике, а именно к породоразрушающим инструментам для бурения скважин раэличйого назначения.

Известно буровое долото, содержащее корпус со смещенной в плане относительно оси долота наклонной цапфой и бочкообраз-ную шарошку, установленную на цапфе с возможностью вращения, причем проекция калибрующей поверхности шарошки в плане является дугой окружности, описываемой долотом при его вращении.

Недостатком этого долота является быстрый износ вооружения долота вследствие того, что для обеспечения разрушения всей 1 площади забоя и одновременного сохранения постоянного контакта боковой поверхности шарашки со стенкой скважины необходимо выполнение условия полного перекрытия поверхности забоя породоразрушающими элементами, для чего каждый из них должен многократно вступить в контакт с поверхностью забоя, а это вызывает повышенный износ.

Наиболее близким к предлагаемому является буровое долото, содержащее корпус, лапы с цапфами, оси которых расположены в плоскостях, параллельных оси долота, и цилиндрические шарошки, рабочие торцы которых вооружены венцами породоразрушающих элементов.

Недостатками этого долота являются повышенный износ вооружения вследствие отсутствия его сменяемости по венцам шарошек s процессе бурения и черезмерно увеличенная контактная площадь вооружения.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения за счет увеличения стойкости вооружения шарошек бурового долота. 4

Указанная цель достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус, лапы с цапфами, оси которых расположены в плоскостях параллельных оси долота, и установленные на цапфах шарошки, на рабочих. торцах которых выполнены венцы с породоразрушающими элементами, венцы от периферии рабочего торца к его центру расположены ступенчато с опережением каждого венца меньшего диаметра относительно предыдущего, причем цапфы установлены под острым углом относительно оси долота в сторону его вращения, Такое выполнение долота обеспечивает раздельное разрушение площади забоя, 5 уменьшенную площадь вооружения, одновременно контактирующую с забоем, и сменяемость вооружения венцов шарошек в процессе бурения, что приводит к повышению общей стойкости вооружения долота.

На фиг.1 изображено буровое долото, общий вид; на фиг.2 — вид во стрелке А на фиг,1; на фиг.3 — схема поражения забоя.

Долото содержит корпус 1. имеющий центральный 2 и радиальный 3 промывочные каналы, установленные под острым углом относительно оси корпуса 1 долота цапфы 4 и шарашки 5 с венцами породоразрушающих элементов 6 и 7 и калибрующими элементами 8. Венцы породоразрушающих элементов 6 являются опережающими относительно венцов породораэрушающих злементов 7 и имеют меньший диаметр

Шарошки 5 установлены на цапфах 4 посредством подшипников 9 и 10, подшипник

10 запирается штифтом 11.

Буровое долото работает следующим образом. ясь вокруг осей наклонных цавф 4, разрушают породу забоя посредством взаимодействия с ней породоразрушающих элемейтов 6 и 7. При этом. происходит периПоскольку венцы породоразрушающих элементов 6.выполнены опережающими относительно венцов породоразрушающих элементов 7, они в одно и то же время разрушают породу на разных уровнях и по разным кольцевым участкам забоя скважины, т. е. венцы породоразрушающих элементов

6 формируют забой по кольцевой поверхности "б", а венцы породоразрушающих элементов 7 — по кольцевым поверхностям "а" и "в". При этом породоразрушающие элементы 7 существенную часть своего пути проходят, не контактируя с поверхностью забоя, т.е. над кольцевой выработкой "б" образованной опережающими венцами породоразрушающих элементов 6.

В результате меньшей нагруженности породоразрушающих элементов 7, по сравнению с прототипом увеличивается стойкость и время эффективной работы долота на забое скважины, поскольку значительная часть вооруженйя долота периодически не участвует в разрушении породы.

Требуемая, скорость бурения обеспечивается за счет повышенных удельных нагрузок на пародоразрушающие элементы 6 и 7, находящиеся в контакте с забоем скважины.

Шарошки 5 обеспечивают в процессе бурения постоянный контакт со стенками скважины и сохранение ее диаметра неизменным, а оснащение шарошек 5 калибрующими элементами 8 предохраняет их от преждевременного износа.

1709058 иг.2

Составитель А.Николаев

Редактор Л.Пчолинская Техред ММоргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 414 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Предлагаемое буровое долото имеет следующие преимущества в сравнении с прототипом: обеспечивается повышение ресурса долота за счет увеличения стойкости породоразрушающих элементов вооружения шарошек; сокращается время на спуско-подъемные операции; экономятся затраты на изготовление долот; экономятся дорогостоящие и дефицитные материалы, Формула изобретения

Буровое долото. содержащее корпус, лапы с цапфами, оси которых расположены в плоскостях, параллельных оси долота, и установленные на цэпфах шарошки, на рабочих торцах которых выполнены венцы с породоразрушающими элементами. о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

5 эффективности бурения эа счет увеличения стойкости вооружения, венцы от периферии рабочего торца к его центру расположены ступенчато с опережением каждого венца меньшего диаметра относительно предыду10 щего, причем цапфы установлены под острым углом относительно оси долота в строну его вращения.