Породоразрушающий инструмент

 

Использование: для промывки забоя скважины при бурении шарошечными долотами. Сущность изобретения: осуществляют подачу промывочной жидкости по буровой колонне в полость долота и формируют в насадке долота напорную струю в виде двух концентрических потоков, при этом наружный поток закручивают. Долото 1 с шарошками 2 снабжают дополнительным насадком 4, расположенным в основном насадке 3 соосно ему, причем спиральные элементы 5, предназначенные для закручивания наружного потока, размещены в пространстве между насадками 3 и 4, а нижний торец основного насадка 3 расположен выше нижнего торца дополнительного насадка 4. Благодаря воздействию на забой скважины комбинированной струи промывочной жидкости, состоящей из внутреннего линейного потока и наружного вращательно-вихревого потока, улучшается очистка забоя скважины и зубьев долота от шлама, что способствует увеличению механической скорости бурения и обеспечивает проходку за рейс. 1 ил.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для промывки забоя скважины и шарошек от шлама.

Известен породоразрушающий инструмент, включающий корпус с шарошками и насадки [1].

Недостаток этого устройства заключается в неэффективной очистке от шлама забоя. Это связано с тем, что вытекающие из насадок струи жидкости проходят к забою между шарошками, перекрывая пространство для обратного подъема жидкости со шламом с забоя на поверхность.

Известен породоразрушающий инструмент, включающий корпус с шарошками, две насадки, установленные в корпусе соосно друг другу, и спиральный элемент для закручивания потока, размещенный в пространстве между насадками [2].

Недостаток этого инструмента заключается в том, что напорная струя направлена в центре забоя, поэтому наружные венцы долота струей не очищаются и могут зашламовываться. Плохо очищается рот шлама и забой скважины, так как при отражении от шарошек и забоя струя теряет энергию и рассеивается в результате, не обеспечивается полной очистки забоя от шлама. Разрушение забоя скважины при плохой очистке от шлама приводит к снижению механической скорости бурения и уменьшению проходки за рейс.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки забоя скважины и шарошек от шлама.

Для этого в породоразрушающем инструменте, включающем корпус с шарошками, две насадки, установленные в корпусе соосно друг другу, и спиральный элемент для закручивания потока, размещенный в пространстве между насадками, насадки установлены вдоль оси корпуса, нижний торец наружного насадка расположен выше нижнего торца внутреннего насадка, при этом нижний торец наружного насадка расположен на уровне периферийных венцов шарошек.

Струя промывочной жидкости, вытекающая из долота, образует линейный поток, а закрученный вращательно- вихревой поток. Комбинированное воздействие потоков улучшает очистку забоя и шарошек долота и, следовательно, увеличивает механическую скорость бурения и проходку за рейс.

В технике не известны способы и устройства для промывки забоя скважины, заключающиеся в комбинированном воздействии на забой и шарошки долота линейного и вращательно-вихревого потока, что свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения критерию "Существенные отличия".

Породоразрушающий инструмент поясняется чертежом.

Инструмент включает долото 1 с шарошками 2, прикрепленное к буровой колонне (не показана). В корпусе долота концентрически установлены основная (внешняя) 3 и дополнительная (внутренняя) 4 насадки. Между насадками расположен спиральный элемент 5 для закручивания потока. Насадок 4 расположен с опережением насадка 3.

Инструмент работает следующим образом.

В буровую колонну нагнетают промывочную жидкость. Из полости долота жидкость вытекает в виде струи, состоящей из двух концентрических потоков, при этом спиральный элемент 5 закручивает наружный поток. Поток жидкости, вытекающий из насадка 4, направлен вниз к забою скважины. Этот поток омывает и очищает от налипшей породы внутренние венцы шарошек 2. От забоя этот поток подхватывает частицы шлама и направляет их в кольцевое затрубное пространство скважины. Другой поток жидкости проходит через спиральные элементы 5 и превращается во вращательно-вихревой поток, который действует в призабойной зоне на уровне периферийных венцов шарошек. Вращательно-вихревой поток по сравнению с линейным улучшает теплосъем долота, увеличивает турбулентность потока, улучшает вынос шлама и исключает образование сальников на долоте.

Таким образом, при работе предложенного устройства на забой скважины воздействует комбинированная струя промывочной жидкости, состоящая из внутреннего линейного потока и наружного вращательно-вихревого потока. Суммарное воздействие комбинированного потока улучшает очистку забоя от шлама и зубьев долота от шлама (от сальников), что способствует увеличению механической скорости бурения и проходки за рейс.

Формула изобретения

ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, включающий корпус с шарошками, две насадки, установленные в корпусе соосно одна с другой, и спиральный элемент для закручивания потока, размещенный в пространстве между насадками, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки забоя скважины и шарошек от шлама, насадки установлены вдоль оси корпуса, нижний торец наружного насадка расположен выше нижнего торца внутреннего насадка, при этом нижний торец наружного насадка расположен на уровне периферийных венцов шарошек.

РИСУНКИ

Рисунок 1