Буровое долото

 

Использование: бурение скважин. Сущность: в буровом долоте установленная в центральном канале насадка 3 имеет дополнительное радиальное щелевое отверстие. Дополнительное щелевое отверстие расположено под углом 120^oС к другим щелевым отверстиям. Каждое щелевое отверстие 4 ориентировано на набегающую под насадку 3 поверхность шарошки 1 вдоль ее образующей. Каждое отверстие 4 выполнено с раскрытием, охватывающим вооружение 2 и тело шарошки 1 вблизи вооружения 2. 8 ил.

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к конструкциям буровых шарошечных долот.

Известно буровое долото, содержащее корпус с шарошками и боковыми каналами между шарошек, снабженными удлиненными насадками с каналами цилиндрической формы, конец которого направлен под шарошку по ходу вращения долота [1] Недостатками долота являются высокие непроизводительные затраты энергии на повторное разрушение выбуренной породы вследствие несовершенства промывочной схемы долота, а также из-за отсутствия мер против шарошечного сальникообразования.

Известно буровое долото, содержащее корпус с шарошками и двумя боковыми промывочными каналами, оснащенными щелевыми насадками, причем щелевое отверстие одной насадки направлено к центру долота, а щелевое отверстие второй насадки направлено к периферии долота [2] Недостатком долота является недостаточная очистка от выбуренной породы забоя и поверхности шарошек, являющаяся следствием слабого гидродинамического воздействия промывочной жидкости.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы долота за счет предотвращения шарошечного сальникообразования и интенсификации удаления шлама из поддолотного пространства.

Указанная задача достигается тем, что в известном буровом долоте, содержащем корпус, прикрепленные к корпусу шарошки, центральный канал в корпусе, снабженный насадками с радиальными щелевыми отверстиями, расположенными под углом 120^о между собой, каждая щель насадки ориентирована на набегающую под нее поверхность шарошки вдоль образующей и выполнена с раскрытием, охватывающим вооружение и тело шарошки вблизи вооружения.

На фиг.1 схематично показано предлагаемое буровое долото; на фиг.2 насадка щелевая для центрального канала долота; на фиг. 3 разрез А-A на фиг. 2; на фиг. 4 щель, формы ее раскрытиz; на фиг.5 схема охвата шарошки плоской струей промывочной жидкости, план; на фиг.6 то же, аксонометрия; на фиг.7 распределение давления по развертке обтекаемой полуповерхности неподвижной шарошки на вертикальную плоскость; на фиг.8 распределение давлений по экваториальным линиям обтекаемой поверхности шарошки на разных расстояниях от вершины шарошки.

На фиг. 7 и 8 обозначено: α угловое расстояние между образующими обтекаемой полуповерхности шарошки согласно схеме обтекания и отсцепу угловых расстояний (см. фиг.6); r расстояние от вершины до основания шарошки по ее образующей или по радиусу долота (см); Р изменение давления на поверхности шарошки, отсчитываемое от уровня гидростатического давления (см. вод. ст.). На фиг. 7 эти изменения давления нанесены цифрами около координатных точек замера, при этом знак "минус" означает понижение давления относительно гидростатического, т. е. разрежение давления, а знак "плюс" повышение давления относительно гидростатического.

Буровое долото включает в себя прикрепленные к корпусу шарошки 1 с вооружением 2, расположенные в центральном промывочном канале насадку 3 с радиальными щелевыми отверстиями 4. Каждая щель 4 расположена под углом 120^о относительно друг друга. Каждая щель 4 ориентирована на набегающую под нее поверхность шарошки вдоль образующей. Форма раскрытия щели 4 может иметь вид 5 или 6, или 7 и выбирается из условия охвата набегающего под щель вооружения шарошки и тела шарошки вблизи вооружения вдоль образующей, так что граница охвата занимает положение, отмеченное пунктирными линиями 8 и 9 (см. фиг. 5), а образующая 10 шарошки расположена между этими границами. Вращение долота по часовой стрелке 11 сопровождается вращением шарошки против часовой стрелки 12 навстречу струе 13 промывочной жидкости. В процессе работы долота вооружение 2 шарошки 1, вращающейся против часовой стрелки, и тело шарошки вблизи вооружения вдоль образующей 10, попадают под плоскую струю 13 промывочной жидкости, охватывающую в границах 8 и 9 вооружение и тела шарошки. При обтекании шарошки возникает разрежение и результирующая сила, направленная от поверхности шарошки 1 перпендикулярно направлению обтекания, которая открывает прилипший к шарошке шлам, чем предотвращается шарошечное сальникообразование. Далее струя промывочной жидкости воздействует на забой, приводя в движение выбуренную породу, которая затем вытягивается в вышерасположенную зону разрежения, чем интенсифицируется очистка забоя. В результате возрастает механическая скорость бурения и проходка на долото.

Формула изобретения

БУРОВОЕ ДОЛОТО, содержащее корпус, прикрепленные к корпусу шарошки с вооружением, центральный канал в корпусе и расположенную в центральном канале насадку с двумя радиальными щелевыми отверстиями, расположенными под углом 120^o одно относительно другого, отличающееся тем, что насадка выполнена с дополнительным радиальным щелевым отверстием, расположенным под углом 120^o к основным щелевым отверстиям, причем каждая щель ориентирована на набегающую под насадку поверхность шарошки вдоль ее образующей и выполнена с раскрытием, охватывающим вооружение и тело шарошки вблизи вооружения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8