Одношарошечное долото



Одношарошечное долото
Одношарошечное долото
Одношарошечное долото
Одношарошечное долото

 


Владельцы патента RU 2416019:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к одношарошечным долотам для бурения нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом является повышение эффективности процесса бурения путем улучшения системы промывки забоя скважины. Одношарошечное долото включает корпус с наклонной цапфой, на которую надевается шарошка. Для подачи жидкости на забой выполняются четыре промывочных канала в верхней части корпуса. Для циркуляции промывочной жидкости и выноса шлама с забоя в центральной части долота выполнен дополнительный промывочный канал, проходящий через вершину шарошки, цапфу долота и выводящий раствор на тыльную сторону корпуса долота. 4 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к одношарошечным долотам для бурения нефтяных и газовых скважин.

Известно одношарошечное долото, содержащее корпус с наклонной цапфой, на которую надевается шарошка с породоразрушающими зубками, шарошка закрепляется замковым подшипником. Долото имеет верхнюю промывку [SU 1303694 А1, МПК E 21 B 10/16, опубл. 1982 г.].

Недостатком известной конструкции является затрудненная очистка забоя от выбуренной породы, недостаточная циркуляция бурового раствора для охлаждения породоразрушающих элементов (зубков), а также конструкция долота имеет шарошку, по диаметру перекрывающую на 97-98% ствол скважины, и может вызвать поршневание при спускоподъемных операциях: при спуске возможно создание повышенных давлений на пласты, их гидроравзрыв и поглощение бурового раствора.

Задачей, на которое направлено техническое решение, является повышение эффективности процесса бурения.

Техническим результатом является повышение эффективности процесса бурения путем улучшения системы промывки забоя скважины.

Указанный технический результат достигается тем, что одношарошечное долото содержит корпус с наклонной цапфой, на которую надевается шарошка и закрепляется замковым подшипником, в корпусе долота выполнены четыре промывочных канала для подачи бурового раствора на забой скважины. Каналы разделяют общий поток жидкости и омывают шарошку с четырех сторон. Два канала выведены в козырек корпуса долота и омывают шарошку в передней части. Еще два канала расположены на боковых поверхностях корпуса долота и омывают шарошку с боковых сторон. Наибольший эффект очистки забоя достигается при расположении передних промывочных каналов под углом α, находящимся в пределах от 20° до 60°, и углом β от 60° до 90° между двумя боковыми каналами. Такое распределение жидкости способствует стабилизации работы долота и более эффективной очистке шарошки. Для циркуляции промывочной жидкости и выноса шлама с забоя в центральной части долота выполнен дополнительный промывочный канал, проходящий через усеченную вершину шарошки, цапфу долота и выводящий раствор на тыльную сторону корпуса долота. Между поверхностью забоя и поверхностью шарошки долота образуется зазор, способствующий улучшению промывки, облегчая приток промывочной жидкости. Также на козырьке корпуса выполнены выемки для дополнительного отвода выбуренной породы. Центральный дополнительный промывочный канал соединяет пространства над долотом и под ним, выравнивая давления, и тем самым предотвращает возможное поршневание при спускоподъемных операциях.

На фиг.1 изображен аксонометрический вид одношарошечного долота, на фиг.2 изображен аксонометрический вид корпуса долота, на фиг.3 показан вид корпуса долота сбоку, на фиг.4 изображен вид корпуса долота спереди.

Одношарошечное долото (фиг.1) включает корпус 1 с наклонной цапфой 2 (фиг.3), на которую надевается шарошка 3. Для подачи жидкости на забой выполняются четыре промывочных канала 4, 8 в верхней части корпуса 1. Два промывочных канала 8 направлены по бокам корпуса 1 и расположены под углом β от 60° до 90°. Другие два промывочных канала 4 - передних, корпуса 1 направлены на шарошку 3 в передней части. Угол α между передними каналами находится в диапазоне от 20° до 60° (фиг.4). Для циркуляции промывочной жидкости и выноса шлама с забоя в центральной части долота выполнен дополнительный промывочный канал 5, проходящий через вершину шарошки 3, цапфу 2 долота и выводящий раствор на тыльную сторону 9 корпуса 1 долота. На козырьке 10 корпуса 1 выполнены выемки 7 для дополнительного отвода выбуренной породы. Шарошка 3 представляет собой усеченную сферу с образованной на вершине поверхностью 6 и имеет продольно направленные, равномерно распределенные промывочные пазы 11 на своей внешней стороне.

Долото работает следующим образом.

При вращении корпуса 1 долота происходит перекатывание шарошки 3 по поверхности забоя, в результате чего твердосплавными зубками разрушается порода. Через промывочные каналы 4 и 8 подается буровой раствор, который омывает шарошку 3 с четырех сторон. Для циркуляции промывочной жидкости и выноса шлама с забоя в центральной части долота выполнен дополнительный промывочный канал 5. Поверхность 6 на шарошке 3 образует дополнительное пространство в центральной части, что способствует улучшению процесса притока промывочной жидкости. Часть выбуренной породы вместе с раствором проходит по дополнительному промывочному каналу 5 и попадает на тыльную сторону долота, а другая часть жидкости через промывочные пазы 11 на шарошке 3 и выемку 7 в козырьке 10 корпуса 1 поднимается в затрубное пространство. Центральный дополнительный промывочный канал 5 соединяет пространства над долотом и под ним, выравнивая давления, и тем самым предотвращает возможное поршневание при спускоподъемных операциях.

Одношарошечное долото, содержащее корпус с наклонной цапфой, на которую одевается шарошка и закрепляется замковым подшипником, отличающееся тем, что в верхней части корпуса долота имеются промывочные каналы для подачи бурового раствора на забой скважины, каналы направлены на шарошку и омывают ее с четырех сторон, в центральной части долота выполнен дополнительный промывочный канал, проходящий через вершину шарошки и цапфу долота, предназначенный для вывода раствора на тыльную сторону долота.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для промывки бурового долота. .

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. .

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента преимущественно гидромониторного типа. .

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. .

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. .

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. .

Изобретение относится к бурению глубоких скважин на воду, нефть и газ, в частности к повышению герметичности и прочности стенок скважины в проницаемых породах. .

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

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента, преимущественно к долотам режущего типа и расширителям, оснащенными гидромониторными насадками.

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

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом

Группа изобретений относится к способам адаптивного регулирования условий бурения скважин и к долотам для их реализации. Обеспечивает создание адаптивных условий бурения путем жесткого согласования условий разрушения горной породы забоя, условий очистки забоя от разрушенной породы и условий геологических, определяемых твердостью горной породы. Способ адаптивного регулирования условий бурения скважин основан на регулировании скорости углубки скважины путем изменения осевой нагрузки на буровой инструмент, частоты его вращения и расхода промывочной жидкости в отдельности или в их сочетании, причем указанные параметры жестко согласуют с геологическими условиями забоя, определяемые твердостью горной породы по заданному алгоритму. Долото для бурения скважин содержит корпус, прикрепленный к корпусу вал с пилот долотом и центральным промывочным каналом, промывочный узел в виде радиальных каналов и насадок, причем в верхней части вала напротив зубков шарошек, находящихся в верхнем, относительно контактируемых с забоем зубков, положении, установлены дополнительные насадки для промывки межзубковых промежутков, забитых шламом.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Обеспечивает повышение надежности и эффективности работы долота. Промывочный узел бурового шарошечного долота с центральной промывочной системой содержит корпус с каналом и гнездом, в котором посредством резьбовой втулки закреплена насадка с уплотнительным элементом и жестко соединенным с ней узлом передачи крутящего момента. Узел передачи крутящего момента образован наклонными пазами, выполненными на внутренней поверхности насадки, при этом направление пазов совпадает с направлением резьбы крепежной втулки, насадка и втулка выполнены с ответными выступами и впадинами на контактирующих поверхностях для передачи крутящего момента, а число пазов соответствует числу шарошек, при этом пазы направлены в межшарошечное пространство и выполнены коноидальной формы. 2 ил.

Изобретение относится к вооружению породоразрушающего инструмента, применяемому в бурении скважин, а именно к зубкам шарошечных долот. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения непроницаемых горных пород путем выравнивания гидростатического давления в зоне разрыва горной породы перед зубком. Зубок шарошечного долота ковшеобразной формы содержит проточные канавки на тыльной стороне, выходящие к рабочим кромкам зубка, которые при работе долота формируют гидравлические каналы между тыльной стороной зубка и незатронутой разрушением породой забоя, соединяющие зону разрушения горной породы с полостью скважины. 5 ил.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости. Обеспечивает повышение эффективности работы долота за счет более качественной очистки забоя скважины от шлама путем оптимизации процесса его эвакуации в затрубное пространство. Буровое шарошечное долото с асимметричной схемой промывки включает лапы с наклонными цапфами, установленные на них шарошки с литыми или фрезерованными зубьями, шламоотводящий канал и размещенные между шарошками напорные промывочные узлы. Все шарошки выполнены с косыми зубьями, при этом первая шарошка расположена между промывочными узлами и имеет зубья, наклоненные к оси цапфы таким образом, чтобы суммарная осевая составляющая усилия одновременного механического воздействия всех косых зубьев на гидравлическую среду забоя шарошки была направлена от периферии к центру, а у смежных шарошек - в обратную сторону. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами, параллельно смещенными в плане относительно оси долота, установленные на них с наклонно расположенными относительно их образующих конические шарошки с фрезерованными или литыми зубьями и промывочный узел. Промывочный узел расположен по оси долота, а у всех шарошек венцы выполнены с косыми зубьями. Косые зубья наклонены к оси цапфы таким образом, чтобы суммарная осевая составляющая усилия одновременного механического воздействия всех косых зубьев на гидравлическую среду забоя для каждой шарошки была одинаковой и направлена от центра к периферии. Как вариант, угол наклона рабочих поверхностей косых зубьев к образующей шарошки составляет 5-45°, при этом меньшее значение угла наклона соответствует большему значению угла наклона цапфы к оси долота. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота и улучшении очистки забоя от шлама. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх