Долото для вращательного бурения

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить эффективность бурения за счет снижения энергоемкости разрушения пород и улучшения очистки забоя скважины от продуктов разрушения. Долото содержит корпус (К)1. На рабочем торце К1 размещены поперечными рядами породоразрушающие элементы (ПЭ) 2. В К1 выполнены промывочные каналы в виде щелей (Щ)5, которые выходят на торец К 1 с тыльной стороны ПЭ 2 вдоль их рядов по всей длине последних. Выход Щ 5 расположен под углом к торцу К1 в направлении ПЭ 2. На торце К 1 перед выходным соплом каждой Щ 5 выполнен выступ в виде направляющей лопатки. В процессе бурения выходящая из Щ 5 промывочная жидкость поступает под ПЭ 2 в зону предразрушения. В ней образуются дополнительные трещины и снижается угнетающее давление жидкости за счет создания силы, противодействующей этому давлению. Этим достигается улучшение эффекта отделения кусочков породы от массива. Одновременно улучшается процесс удаления разрушенной породы с забоя. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в долотах для вращательного бурения.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения за счет снижения энергоемкости разрушения пород и улучшения очистки забоя скважины от продуктов разрушения.

На фиг. 1 изображено долото для вращательного бурения, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид со стороны рабочего торца долота (а - вариант расположения рядов породоразрушающих элементов по радиусу долота, б - вариант расположения тех же рядов по спирали); на фиг. 3 - схема расположения породоразрушающего элемента и щели.

Долото содержит корпус 1 и размещенные на рабочем торце корпуса поперечными рядами породоразрушающие элементы 2, каждый из которых включает алмазно-твердосплавную пластину 3, закрепленную на державке 4. В корпусе 1 выполнены промывочные каналы в виде щелей 5 с выходами, расположенными на рабочем торце корпуса 1 с тыльной стороны породоразрушающих элементов 2 вдоль их рядов по всей длине последних под углом к этому торцу в направлении породоразрушающих элементов 2. На торце корпуса 1 перед выходными соплами щелей 5 могут быть выполнены выступы в виде направляющих лопаток 6.

Долото работает следующим образом.

В процессе бурения на долото передаются осевая нагрузка и крутящий момент, под действием которых породоразрушающие элементы 2 своими алмазно-твердосплавными пластинами 3 разрушают породу. Для удаления разрушенной породы на забой через щели 5 подается промывочная жидкость. Благодаря тому что жидкость подается с тыльной стороны породоразрушающих элементов 2 непосредственно под алмазно-твердосплавные пластины 3, в зоне предразрушения от действия потока жидкости создаются дополнительные трещины и одновременно снижается действующее на эту зону угнетающее давление, равное сумме гидростатического давления (Р_гс) столба промывочной жидкости, находящейся в скважине, и гидродинамического давления (Р_гд), создаваемого промывочной жидкостью, вытекающей из промывочных каналов, за счет появления противоположно направленной силы F. В результате процесс отрыва кусочков породы от массива облегчается, что уменьшает энергоемкость разрушения породы. Кроме того, подача промывочной жидкости на забой сплошным плоским потоком от центра до периферии забоя обеспечивает рациональное распределение потока по поверхности забоя, чем достигается хорошая очистка от разрушенной породы как породоразрушающих элементов 2, так и поверхности забоя. Такая схема очистки позволяет уменьшить крутящий момент на долоте вследствие улучшения смазки между породоразрушающими элементами 2 и породой, особенно в случае использования при бурении промывочной жидкости на нефтяной основе. Все это повышает эффективность бурения.

Формула изобретения

1. ДОЛОТО ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ, содержащее корпус, размещенные поперечными рядами на рабочем торце корпуса породоразрушающие элементы в виде закрепленных на державках алмазно-твердосплавных пластин и выполненные в корпусе промывочные каналы, выходы которых расположены на рабочем торце корпуса у породоразрушающих элементов с их тыльной стороны, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет снижения энергоемкости разрушения пород и улучшения очистки забоя скважины от продуктов разрушения, выходы промывочных каналов выполнены в виде щелей, расположенных вдоль рядов породоразрушающих элементов по всей их длине, при этом щели выходят на торец корпуса под углом к нему в направлении породоразрушающих элементов.

2. Долото по п. 1, отличающееся тем, что на торце корпуса перед выходным соплом каждой щели выполнен выступ в виде направляющей лопатки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3