Буровое долото

 

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к буровому породоразрушающему инструменту для планетарно-долотного бурения скважин. Буровое долото состоит из сварного или литого корпуса с присоединительной резьбой, лап или секций с цапфами, опорных подшипников и шарошек, наружная рабочая поверхность которых выполнена в виде сочетания усеченных конических поверхностей, расположенных с возможностью образования кольцевого забоя при вращении долота вокруг собственной оси. Конструкция бурового долота с уменьшенной массой шарошек и упрощенной геометрией их рабочих поверхностей обеспечивает снижение затрат на его изготовление, а также снижение затрат на бурение. 3 ил.

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к буровому породоразрушающему инструменту для планетарно-долотного бурения скважин.

Известно буровое долото для планетарно-долотного бурения по патенту RU 2134764, С1, кл. Е 21 В 4/20, 20.08.1999 г., 5 с. (прототип), конструкция которого соответствует конструкции приведенной в справочнике Масленникова И. К. "Буровой инструмент" М., Недра, 1989 г., с.18-23, рис.2.1.3 и включает сварной или литой корпус с присоединительной резьбой, лапы или секции с цапфами, опорные подшипники и шарошки, наружные рабочие поверхности которых выполнены в виде сочетания конических поверхностей, полностью перекрывающих забой скважины при вращении долота вокруг собственной оси.

Применение данных долот при бурении планетарно-долотным способом повышает затраты на бурение скважин, так при бурении этим способом на забое находится не менее двух долот, которые в процессе бурения одновременно вращаются как вокруг собственных осей, так и вокруг оси скважины. В результате этого разрушение горной породы на забое скважины осуществляется перемещающимися вокруг оси скважины (по числу долот) малыми кольцевыми забоями, в разрушении которых участвуют только зубья периферийных конусных поверхностей шарошек, а зубья основного конуса шарошек в процессе разрушения не участвуют. То есть при бурении планетарно-долотным способом вышеприведенными долотами у них не используется более 40% рабочих поверхностей шарошек, на изготовление которых затрачиваются дорогостоящие материалы с соответствующими производственными издержками.

Таким образом, использование вышеприведенных стандартных шарошечных долот при планетарно-долотном бурении нецелесообразно, так как это приводит к повышению затрат на бурение.

Цель изобретения - создание долота для планетарно-долотного бурения, обеспечивающего снижение затрат на изготовление, и как следствие этого снижение затрат на бурение.

Указанная цель достигается тем, что шарошки имеют наружные рабочие поверхности в виде сочетания усеченных конических поверхностей, расположенных с возможностью образования кольцевого забоя при вращении долота вокруг собственной оси.

На фиг.1 изображено предлагаемое буровое долото для планетарно-долотного способа бурения в разрезе; на фиг.2 - размещение двух долот на забое скважины в вертикальной плоскости, а на фиг.3 - схема разрушения забоя скважины.

Буровое долото для планетарно-долотного бурения (фиг.1) состоит из сварного или литого корпуса 1 с присоединительной резьбой, лап или секций 2 с цапфами 3, опорных подшипников 4 и шарошек 5, наружная рабочая поверхность которых представлена в виде сочетания усеченных конических поверхностей, расположенных с возможностью образования кольцевого забоя при вращении долота вокруг собственной оси. На фиг. 2 представлены буровые долота для планетарно-долотного бурения 6 и 7 на забое скважины в вертикальной плоскости, а на фиг.3 - схема разрушения породы на забое скважины перемещающимися кольцевыми забоями 8 и 8'; 9 и 9'.

Буровые долота для планетарно-долотного бурения работают следующим образом.

Буровые долота 6 и 7 (фиг.2) перед постановкой на забой получают вращение вокруг собственных осей и вокруг оси скважины. При этом соотношение частот вращения в зависимости от крепости горных пород таково, что частота вращения долот 6 и 7 вокруг собственных в 8-15 раз больше, чем частота вращения этих долот вокруг оси скважины. Одновременно с вращением долот включается циркуляция промывочной жидкости в скважине. Затем после постановки долот 6 и 7 на забой скважины и создания необходимого осевого усилия долот на горную породу начинается процесс бурения, характеризующийся перемещающимися по забою скважины, относительно ее оси малыми кольцевыми забоями. Так, долота 6 и 7 при постановке на забой по оси 1-1 (фиг.3) производят в начальный момент разрушение горной породы в забое на площадях, представленных кольцами 8 и 9 (фиг.3). Далее по мере вращения их вокруг оси скважины и перемещения на ось II-II (фиг.3) занимают соответственно положения 8' и 9' и за один оборот долот 6 и 7 вокруг оси скважины перемещающиеся кольцевые забои полностью перекрывают забой скважины.

Таким образом, предлагаемые буровые долота с уменьшенной массой шарошек и упрощенной геометрией их рабочей поверхности обеспечивают бурение скважины в режиме объемного разрушения горной породы при оптимальных осевых нагрузках на долота, а также способствуют увеличению ресурса работы элементов бурового снаряда.

Формула изобретения

Буровое долото для планетарно-долотного бурения, включающее сварной или литой корпус с присоединительной резьбой, лапы или секции с цапфами, опорные подшипники и шарошки, отличающееся тем, что шарошки имеют наружные рабочие поверхности в виде сочетания усеченных конических поверхностей, расположенных с возможностью образования кольцевого забоя при вращении долота вокруг собственной оси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3