Одношарошечное долото

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к одношарошечным долотам. Цель - расширение технологических возможностей долота. Долото содержит корпус с наклонной относительно его продольной оси симметрии цапфой 3, на которой смонтирована сферическая шарошка 5. На шарошке 5 выполнены два сферических выступа 7 меньшего радиуса по сравнению с радиусом, образующим сферическую поверхность шарошки 5. Выступы 7 расположены на поверхности шарошки 5 диаметрально противоположно, при этом их сферическая поверхность плавно сопряжена со сферической поверхностью шарошки 5, а в поперечном сечении, выполненном в плоскости максимальных радиусов кривизны поверхности выступов 7, образуется эллиптическая плоскость, пересекающая продольные оси симметрии корпуса 1 и цапфы 3 под углом. Долото позволяет продолжить бурение скважины большего диаметра, чем диаметр пробуренного ранее интервала, без применения специальных расширителей. 3 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным долотам.

Известны одношарошечные долота для бурения скважин, содержащие корпус с промывочным каналом и наклонной цапфой, на которой посредством подшипников смонтирована шарошка с породоразрушающими элементами [1] Наиболее близким к предлагаемому является одношарошечное долото, содержащее корпус с промывочным каналом и эксцентрично смещенной относительно оси симметрии корпуса цапфой, на которой посредством подшипников смонтирована шарошка [2] Однако с помощью указанных долот невозможно бурить скважину большего диаметра по сравнению с вышепробуренным интервалом.

Техническая задача состоит в необходимости создания такого одношарошечного долота, которое можно было бы спустить в уже пробуренную часть скважины и далее продолжить бурение скважины большего диаметра, чем предыдущий ее пробуренный интервал, что бывает необходимо при вскрытии несовместимых по условиях бурения пластов с последующим перекрытием этих пластов профильными перекрывателями, устанавливаемыми в эту расширенную зону.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей одношарошечного долота за счет придания ему дополнительных свойств расширения скважины.

Для этого в долоте одношарошечном, включающем корпус с промывочным каналом и шарошку, установленную на наклонной относительно продольной оси симметрии корпуса цапфе, шарошка выполнена асимметричной относительно оси цапфы лапы и цилиндрической относительно оси долота.

Такое выполнение шарошки обеспечивает свободный спуск долота в пробуренный интервал скважины и продолжение бурения ее с большим диаметром, чем предыдущий.

Предлагаемое долото отличается от долота, принятого за прототип, формой выполнения шарошки, не известной из предшествующего уровня техники. Следовательно, оно отвечает критерию изобретения "новизна" технического решения.

Предлагаемое усовершенствование одношарошечного долота не следует явным образом из уровня техники, следовательно, предлагаемое долото соответствует критериям "изобретательский уровень" и "промышленная применимость".

На фиг. 1 показано предлагаемое долото; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 долото в рабочем положении.

Долото содержит корпус 1 с промывочным каналом 2 и наклонной относительно продольной оси симметрии корпуса цапфой 3, на которой с помощью подшипников 4 установлена шарошка 5 с промывочными пазами 6. На шарошке 5 имеются два выступа 7 меньшего радиуса по сравнению с радиусом, образующим поверхность шарошки 5. Указанные выступы 7 расположены на поверхности шарошки 5 диаметрально противоположно, при этом их поверхность плавно сопряжена с поверхностью шарошки, а в поперечном сечении, выполненном в плоскости максимальных радиусов кривизны поверхности выступов 7, образуется плоскость, пересекающая продольные оси симметрии корпуса 1 и цапфы 3 под углом (фиг. 2). На поверхности шарошки 5 и ее выступах 7 смонтированы породоразрушающие элементы 8.

Долото работает следующим образом.

Во время спуска долота в скважину 9 на колонне бурильных труб (не показана) шарошка 5 самоориентируется на цапфе 3 так, что ее выступы 7 не выходят за пределы диаметра ранее пробуренного ствола скважины 9, как показано на фиг. 1, и долото свободно проходит по этому стволу до зоны, где необходимо продолжать бурение скважины большего диаметра, чем предыдущий ее участок, например, с целью изоляции водопоглощающего пласта перекрывателем из профильных труб.

При соприкосновении шарошки 5 с забоем скважины и передаче на долото нагрузки и вращающего момента корпус 1 долота начинает вращаться соосно скважине 9. Цапфа 3 будет описывать окружности вокруг продольной оси симметрии корпуса 1 и скважины 9, а шарошка 5 при этом будет перекатываться по забою скважины 9 и своими породоразрушающими элементами 8 скалывать и срезать породу. При этом диаметр образующегося нового ствола 10 скважины 9 будет больше диаметра предыдущего ее ствола на удвоенную высоту выступов 7, возвышающихся над поверхностью шарошки 5 (фиг. 3). Промывка забоя скважины осуществляется через промывочный канал 2 корпуса 1 и пазы 6 шарошки 5.

По окончании бурения скважины с расширенным стволом 10 прекращают вращать долото, снимают нагрузку и поднимают его из скважины. При этом шарошка 5 за счет самоориентации на цапфе 3 занимает транспортное положение, как показано на фиг. 1, и свободно проходит по стволу скважины 9.

Использование предлагаемого долота позволяет бурить скважину большего диаметра по сравнению с предыдущим ее стволом без применения специальных расширителей.

Формула изобретения

ОДНОШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, включающее корпус с промывочным каналом и шарошку, установленную на наклонной относительно продольной оси симметрии корпуса цапфе, отличающееся тем, что поверхность шарошки выполнена в виде сопряженных между собой цилиндрической и двух сферических поверхностей, одна из которых расположена со стороны основания цапфы, а другая со стороны ее конца, при этом центры сферических поверхностей смещены относительно продольной оси симметрии долота так, что произведенное через них сечение плоскостью, перпендикулярной плоскости расположения осей симметрии долота и цапфы, образует эллиптическую поверхность.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3