Буровое шарошечное долото
Использование: в области бурения скважин с отметкой забоя с помощью промывочной жидкости. Сущность: в буровом шарошечном долоте каждая лапа 2 на своей передней грани имеет вертикальный проем 5. Проем 5 заглублен в корпусе 1 не менее чем до уровня радиуса упорного уступа 6. Спинка каждой лапы 2 может иметь лубрикаторную камеру 7. Камера 7 смещена в сторону гидромоторного узла 4 относительно продольной оси долота. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области бурения скважин с очисткой забоя с помощью промывочной жидкости.
Известно буровое шарошечное долото, содержащее корпус, лапы, шарошки, установленные посредством подшипников на цапфах лап, закрепленные на корпусе ограничителя потоков с выполненными в них промывочными каналами и шламоотводящие каналы. Недостаток известного долота - неизбежное перекрытие сечения скважины корпусом долота, обусловленное ввариванием дугообразной перемычки между лапами. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа долото, включающее корпус, лапы со смонтированными на их цапфах шарошками, гидромониторные узлы с насадками и лубрикаторные камеры. Недостатком прототипа является следующее. Лубрикаторная камера с запасом смазки и сообщающаяся с герметизированной полостью опоры шарошки, размещена в спинке лапы, для чего спинка выполняется с большой толщиной. Лубрикаторная камера (как и во всех других известных конструкциях долота с герметизированными опорами) размещена своей серединой над опорой шарошки в вертикальной полости, проходящей через ось цапфы лапы и ось симметрии спинки лапы. В результате такого традиционного конструктивного решения вертикально направленная спинка лапы с лубрикаторной камерой в ее верхней части и корпус гидромониторного узла разобщены между собой и примыкают к стенке скважины. Проемы для восходящего потока между этими двумя узлами существенно выступают за радиус упорного уступа присоединительной резьбы в направлении к стенке скважины. Все это приводит к сокращению площади просвета между долотом и стенкой скважины и угнетению призабойного пространства. При вращении шарошек долота частицы шлама увлекаются зубьями шарошек с поверхности забоя в сводовую часть долота над шарошкой. В прототипе за счет разворота гидромониторной струи на некоторый угол и частичного касания набегающей поверхности шарошки происходит смывание струей частиц породы с ее поверхности. Однако частицы породы, смытые с поверхности шарошки, направляются потоком сверху вниз и вновь попадают на поверхность забоя, забивая промежутки между зубками шарошки, покрывая поверхность забоя шламовой коркой, зашламляя надшарошечное пространство. Цель изобретения - повышение эффективности бурения за счет ускоренного удаления частиц шлама локализованным потоком, направленным снизу вверх. Указанная цель достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, содержащем корпус, лапы со смонтированными на их цапфах шарошками, гидромониторные узлы с насадками, а в случае с герметизированными маслонаполненными опорами, лубрикаторные камеры, размещенные в спинке лапы долота, на передней по направлению вращения долота грани имеют вертикальный проем, углубленный к оси долота до уровня радиуса упорного уступа присоединительной резьбы, задняя грань лап смещена в сторону гидромониторного узла до смыкания с его корпусом, а при наличии лубрикаторной камеры последняя установлена со смещением в сторону гидромониторного узла относительно продольной оси долота. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое долото отличается выполнением вертикального проема на передней по направлению вращения долота грани лапы, углубленного к оси долота до уровня радиуса упорного уступа присоединительной резьбы, а также тем, что задняя грань лап смещена в сторону гидромониторного узла до смыкания с его корпусом, а также тем, что лубрикаторная камера установлена со смещением в сторону гидромониторного узла относительно продольной оси долота. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". На фиг. 1 и 2 представлено долото, общий вид; на фиг. 3 - разрез. Долото содержит корпус 1, сваренный из отдельных лап 2 с установленными на них шарошками 3 и оснащенный насадками 4. На передней по ходу вращения долота грани лап выполнен вертикальной проем 5, который заглублен в корпус долота не менее чем до уровня радиуса упорного уступа 6 на присоединительной резьбе. Задняя грань лап смещена до смыкания с бобышкой гидромониторного узла. Лубрикаторная камера 7 смещена по отношению к продольной оси долота в сторону гидромониторного узла. Буровое долото работает следующим образом. В процессе бурения потоки промывочного агента, истекающие из насадок 4 (фиг. 1) и имеющие высокую энергию, ударяясь о поверхность забоя и двигаясь под шарошками 3 с высокой скоростью, отрывают частицы разрушенной породы от забоя и транспортируют основную их массу в направлении локализованных проемов 5. Другая масса частиц породы отделяется от забоя и переносится зубьями шарошек в направлении их вращения, за счет чего возникает так называемый насосный эффект шарошек. Эта масса частиц, продвигаемая зубьями шарошек, на выходе из сводной части долота встречается с восходящим потоком в проеме 5. Направление движения частиц и восходящего потока в проеме показано стрелками на фиг. 1, 2. Указанный проем расположен с одной стороны на том месте, где происходит подъем отраженного от забоя потока жидкости, с другой стороны - в том месте, куда из свободной части долота поступает обогащенная шламом жидкость, в соответствии с направлением вращения шарошек. Углубление проема до уровня радиуса упорного уступа 6 присоединительной резьбы позволяет с помощью локализованного восходящего потока перехватывать частицы шлама в самой верхней части шарошек и направлять их вверх вдоль проема, предотвращая их падение на забой и повторное перемалывание. Второй положительный момент, который сказывается на облегчении отделения частицы породы от забоя и ее удалении из призбойной зоны, заключается в том, что за счет искривления спинки лапы и сближения с гидромониторным узлом (в долоте с герметизированной опорой лубрикаторная камера также смещается в сторону гидромониторного узла), удается в целом увеличить площадь просвета между поперечным сечением корпуса долота и стенками скважины и уменьшить угнетающее давление на забое скважины. Таким образом, в предлагаемом техническом решении достигается повышение эффективности бурения за счет реализации насосного эффекта вращающихся шарошек, увлекающих частицы шлама и выносящих их в зону локализованного восходящего потока жидкости, а также в результате расширения площади просвета между корпусом долота и стенками скважины. В итоге создаются условия для повышения механической скорости бурения за счет ускоренной транспортировки частиц шлама из призабойной зоны и некоторого снижения дифференциального давления на забое.Формула изобретения
1. БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, содержащее корпус, наклонные лапы с гидромониторными узлами и закрепленные на цапфах лап шарошки с зубьями, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет ускоренного удаления шлама путем раскрытия зубьев шарошки в их верхнем положении, каждая лапа на своей передней грани выполнена с вертикальным проемом, который заглублен в корпусе долота не менее чем до уровня радиуса упорного уступа. 2. Долото по п.1, отличающееся тем, что спинка каждой лапы выполнена с лубрикаторной камерой, смещенной в сторону гидромониторного узла относительно продольной оси долота.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Наддолотный сепаратор // 2024725
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при бурении нефтяных скважин
Устройство для очистки забоя скважины // 2023856
Гидромониторная насадка для бурового долота // 2021471
Буровое долото // 2019668
Удлиненная насадка бурового долота // 2012763
Изобретение относится к долотостроению и может найти применение в шарошечных долотах для бурения глубоких нефтяных и газовых скважин с приближенными к забою насадками
Промывочный узел бурового долота // 2012762
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к производству бурового оборудования, в частности к конструкции промывочных узлов для буровых долот
Буровое долото // 2007538
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в качестве породоразрушающего инструмента при бурении скважин и устройства для очистки полостей труб
Промывочный узел бурового долота // 2007537
Буровое долото режуще-скалывающего типа // 2006567
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам ражуще-скалывающего действия для бурения скважин
Устройство для бурения скважин // 2005880
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в устройствах для бурения скважин с очисткой от продуктов разрушения преимущественно воздушно-водяной смесью и пылеподавлением в затрубном пространстве
Устройство для сооружения скважин // 2101455
Шарошечнное долото // 2120536
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту буровой техники, а именно к шарошечным долотам с устройствами для шламозащиты их подшипников при бурении взрывных скважин
Шарошечное гидромониторное долото // 2168600
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к буровому инструменту для механического разрушения горных пород
Буровое шарошечное долото // 2181157
Изобретение относится к области буровой техники, а именно к буровым шарошечным долотам
Буровое долото шарошечного типа // 2182213
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин
Шарошечное долото // 2182640
Изобретение относится к буровому инструменту, в частности к шарошечному долоту, предназначенному для бурения скважин на карьерах
Шарошечное долото // 2182955
Шарошечное долото // 2184202
Изобретение относится к бурению скважин в горной промышленности, а именно к шарошечным долотам со встроенным обратным клапаном, используемым для проходки скважин с продувкой забоя сжатым воздухом или воздушно-водяной смесью
Шарошечное долото // 2184831
Шарошечное долото // 2185491