Буровое долото режуще-скалывающего действия
Использование: породоразрушающий инструмент для бурения скважин. Сущность изобретения: буровое долото содержит полый корпус, породоразрушающие элементы, гидродинамический излучатель. Гидродинамический излучатель выполнен в виде цилиндрической камеры завихрения с тангенциальными входными каналами. Гидромониторные насадки установлены соосно. Между насадками расположена эжекционная камера, которая соединена посредством цилиндрической трубки с гидродинамическим излучателем, Цилиндрическая трубка установлена в центре цилиндрической камеры завихрения излучателя . 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 10/60
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745488/03 (22) 03.10.89 (46) 07.12.92, Бюл. М 45 (71) Конструкторско-технологическое бюро технических средств бурения скважин (72) M,Р,Мавлютов, Л.А.Алексеев, Г,Г.Ишбаев, X.È.Àê÷óèí, А.А.Волошин, В,Ф.Галиакбаров, С.И.Файзылгаянов и Н.Б,Шарипов (56) Авторское свидетельство СССР
N 11113344669900, кл. Е 21 В 10/60, 1985.
Авторское свидетельство СССР
% 883312, кл. Е 21 В 10/60, 1981. (54) БУРОВОЕ ДОЛОТО РЕЖУЩЕ-СКАЛЫ. ВАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ (57) Использование: породораэрушающий
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам режуще-скалывающего действия для бурения скважин.
Известно буровое долото, в котором посредством эжекции удаляется шлам из застойных зон (1j.
Недостатком этого долота является его низкая эффективность, т.к. не используется эффект гидромониторного разрушения.
Известно также буровое долото, содержащее полый корпус, породоразрушающие элементы и гидродинамический излучател ь (2).
Недостаток данного долота заключается в том, что, улучшая эффективность воздействия струи промывочной жидкости на горную породу с точки зрения разрушения, не обеспечиваются условия своевременного выноса разрушенной породы из эоны разрушения из-за образования застойных зон. Ы 1779738 А1 инструмент для бурения скважин. Сущность изобретения: буровое долото содержит полый корпус, породоразрушающие элементы, гидродинамический излучател ь. Гидродинамический излучатель выполнен в виде цилиндрической камеры завихрения с тангенциальными входными каналами.
Гидромониторные насадки установлены соосно. Между насадками расположена эжекционная камера, которая соединена посредством цилиндрической трубки с гидродинамическим излучателем, Цилиндрическая трубка установлена в центре цилиндрической камеры завихрения излучателя. 2 ил, Цель изобретения — повышение эффективности работы бурового долота за счет улучшения очистки и усиления разряжения в приосевой зоне излучателя.
Указанная цель достигается тем, что гидродинамический излучатель, установленный в корпусе. бурового долота, выполнен в виде цилиндрической камеры завихрения с тангенциальными входными каналами. Кроме того, буровое долото снабжено двумя гидромониторными насадками, установленными соосно, с эжекционной камерой между ними, которая соединена посредством цилиндрич еской трубки с гидродинамическим излучателем, причем цилиндрическая трубка установлена в центре цилиндрической камеры завихрения излучателя.
Отличием предложенного изобретения от прототипа является то, что в корпусе бурового долота установлены гидродинамические излучатели, выполненные в виде
1779738 цилиндрической камеры завихрения с тангенциальными входными каналами, причем камера завихрения излучателя посредством цилиндрической трубки, установленной в центре, соединена с эжекционной камерой, образованной в корпусе долота между двумя гидромониторными насадками, установленными соосно.
Данное отличие позволяет признать заявляемое изобретение соответствующим критерию "новизна".
В данном изобретении предлагается принципиаjtbHD HGBblA подход, Mctt ftlo (Bio щий образование застойных зон на забое за счет применения струй, имеющих закрученный характер течения. Известно, что на участках взаимодействия двух смежных закрученных струй застойные эоны не образуются. Последнее позволяет обеспечить своевременный вынос разрушенной породы, не допускать вторичного перемалывания шлама и в целом улучшать очистку забоя скважины. Гидродинамические излучатели вихревого типа за счет разряжения, возникающего в камере завихрения, обеспечивают более интенсивное расширение струи промывочной жидкости (по сравнению с обычной незакрученной струей), переходящее в пристеночное течение, что позволяет лучше омывать рабочую поверхность долота. Причем усиление разряжения в камере завихрения излучателя посредством цилиндрических трубок, гидромониторных насадок и эжекционной камерой между ними позволяет повысить мощность КПД излучателя и в целом эффективность бурового долота.
Таким образом заявляемое изобретение можно признать соответствующим критерию "существенные отличия".
На фиг.1 изображено буровое долото, разрез; на фиг.2 — разрез А-А излучателя, Буровое долото состоит из полого корпуса 1, армированного породоразрушающими элементами, в корпусе расположены гидродинамический излучатель 2 (количество их выбирается, исходя из технологических условий бурения: обьем прокачиваемой жидкости, допустимый перепад давления при прокачке) и две гидромониторные насадки 3 с эжекционной камерой 4 между ними. Гидродинамический излучатель представляет собой цилиндрическую камеру завихрения с тангенциальными входными каналами 5 (фиг.2), В центре цилиндрической камеры завихрения излучателя установлена цилиндрическая трубка 6, другой конец которой подведен к эжекционной камере 4. В случае, если количество излучателей больше одного, то цилиндрическая
55 трубка 6 из каждой камеры завихрения соединяется в общий коллектор 7 (как показано на чертеже), от которого подводится патрубок к эжекционной камере 4. Не исключается возможность, когда для каждого излучателя или группы эжекция обеспечивается посредством отдельной пары гидромониторных насадок с эжекционной камерой.
Буровое долото работает следующим образом.
При вращении долота к нему прикладывается осевая нагрузка и подается промывочная жидкость, которая через тангенциальные входные каналы 5 поступает в камеру завихрения гидродинамичекого излучателя 2, образуя в камере периферийное закрученное течение, где в приосевой зоне образуется противоток промывочной жидкости, вызывающий пульсацию давления жидкости, воздействующей на забой.
Выходя из излучателя струя за счет пульсаций давления жидкости, воздействует на породу, вызывая разрушение и доразрушение зон предразрушения горной породы, Закрученный характер течения струи на выходе из излучателя исключает возможность образования застойных зон, поскольку на участках взаимодействия закрученных струй зоны не образуются, наблюдается интенсивная турбулентность потока, что позволяет обеспечить лучший отрыв шлама, его своевременное удаление с забоя и позволяет недопускать вторичного перемалывания, Кроме того, за счет закрученного характера течения потока в камере завихрения гидродинамического излучателя в приосевой зоне возникает разряжение, обеспечивающее более интенсивное расширение струи промывочной жидкости (по сравнению с обычной незакрученной струей), переходящее в пристеночное течение, что позволяет лучше омывать рабочую поверхность долота, Другая часть промывочной жидкости, подающейся в полый корпус бурового долота, поступает в гидромониторную насадку 3, которая подает эту жидкость в последующую гидромониторную насадку, при этом в эжекционной камере 4 создается разрежение, усиливающее разрежение в камере завихрения излучателя,посредством патрубка
8, коллектора 7 и цилиндрических трубок 6, Дополнительное разрежение, создаваемое камерой 4, позволяет за счет увеличения эоны разрежения в камере завихрения излучателя увеличить его мощностью и КПД и тем самым повышается эффективность работы бурового долота (увеличение механической скорости бурения и проходки на долота). В результате интенсификации работы излучателя на выходе его увеличивает1779738
Составитель М.Мавлютов Техред М.Моргентал Корректор Е. Папп Редактор Л.Савина Заказ 4419 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 ся амплитуда пульсаций давления жидкости, что позволяет более эффективно отрывать выбуренную породу от забоя, интенсифицировать процесс разрушения и доразрушения горной породы, Формула изобретения Буровое долото режуще-скалывающего действия, включающее полый корпус с гидродинамическими излучателями, и армированный породоразрушающими элементами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности его работы за счет увеличения мощности излучателя, оно снабжено эжекционным узлом, выполненным в виде двух гидромониторных насадок, установленных соосно, с камерой 5 между ними, соединенной посредством цилиндрической трубкй с гидродинамическим излучателем, причем гидродинамический излучатель выполнен в виде цилиндрической камеры завихрения с тангенциальны10 ми входными каналами, а цилиндрическая трубка установлена в центре цилиндрической камеры завихрения.
