Буровое долото



Буровое долото
Буровое долото

 


Владельцы патента RU 2472914:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным буровым долотам. Обеспечивает более эффективное разрушение породы в центральной зоне скважины, повышение технико-экономических показателей работы долота. Буровое долото содержит полый корпус с цапфой, закрепленную на цапфе шарошку с тангенциальными, центральными и периферийными каналами и кольцевой расточкой. Тангенциальные каналы шарошки сообщены с тангенциальными каналами цапфы и периферийными каналами шарошки. Центральные каналы шарошки выполнены под углом к продольной оси шарошки и направлены в зону пересечения осей скважины и цапфы, при этом цапфа оснащена экраном с осевыми каналами, периодически сообщающимися в процессе работы долота с центральными каналами шарошки. Как вариант, экран цапфы выполнен съемным, а осевые каналы его имеют разный диаметр. Как вариант, шарошка выполнена составной, при этом поверхность разъема образована цилиндром, радиус которого больше наружного диаметра экрана. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

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

Известно буровое долото, включающее корпус с цапфой, на которой посредством замкового подшипника смонтирована шарошка, и промывочные узлы для очистки забоя от шлама (см. авт. св. СССР №314876, кл. Е21В 10/18, 1971 г.).

Недостатком данного промывочного узла является сложность конструкции, связанная с необходимостью изготовления шарошки со щелевидными пазами. К тому же такая конструкция шарошки значительно ослабляет ее корпус и при значительных осевых нагрузках может привести к сколу и оставлению ее на забое. Другим недостатком его является низкая механическая скорость бурения, связанная с зависанием шарошки на керне, образующемся в центре забоя. Это связано с тем, что в центре забоя окружная скорость вращения шарошки приближается к нулю и порода разрушается раздавливанием.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее полый корпус с цапфой, выполненную с тангенциальными каналами и закрепленную на цапфе шарошку с тангенциальными, центральными и периферийными каналами и кольцевой расточкой, сообщенными с тангенциальными каналами цапфы и периферийными каналами шарошки (см. авт. св. СССР №104301, кл. Е21В 10/18, 1958).

Данное долото имеет по сравнению с аналогом более простую конструкцию. Однако оно также не решает проблему зависания долота на керне, который образуется в центре забоя, что значительно снижает эффективность работы долота.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение технико-экономических показателей работы долота за счет более эффективного разрушения образующейся в центре «сахарной головки».

Указанный технический результат достигается тем, что в шарошечном долоте, содержащим полый корпус с цапфой, выполненную с тангенциальными каналами и закрепленную на цапфе шарошку с тангенциальными, центральными и периферийными каналами и кольцевой расточкой, сообщенной с тангенциальными каналами цапфы и периферийными каналами шарошки, согласно изобретению, центральные каналы шарошки выполнены под углом к продольной оси шарошки и направлены в зону пересечения осей скважины и цапфы, при этом цапфа оснащена экраном с осевыми каналами, периодически сообщающимися в процессе работы долота с центральными каналами шарошки.

Дополнительными признаками изобретения, направленным на достижение указанного технического результат, являются также и то, что:

- экран цапфы выполнен съемным, а осевые каналы его имеют разный диаметр;

- шарошка выполнена составной, при этом поверхность разъема образована цилиндром, радиус которого больше наружного диаметра экрана.

На фиг.1 изображен общий вид долота в продольном разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Предложенное долото содержит полый корпус 1, на цапфе 2 которого посредством замкового подшипника 3 установлена шарошка 4 с центральными 5, периферийными 7 и тангенциальными 6 промывочными каналами и кольцевой расточкой 8. Цапфа 2 долота выполнена с радиальными тангенциальными каналами 9, которые при вращении шарошки 4 периодически сообщаются с его тангенциальными каналами 6. Цапфа 2 снабжена экраном 10 с осевыми каналами 11. Экран 10 выполнен съемным, а его осевые каналы 11 имеют разный диаметр и сообщаются периодически с центральными промывочными каналами 5 шарошки 4. Каналы 5 выполнены наклонными к продольной оси цапфы 2 и направлены в центральную зону забоя. Каналы 5 могут быть оснащены гидромониторными насадками (не показаны) с разным выходным сечением. Шарошка 4 выполнена составной, причем поверхность разъема образована цилиндром, радиус которого больше наружного диаметра экрана 10, что обеспечивает свободную смену экрана 10 после разъединения составной шарошки 4.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента вооружение шарошки 4 разрушает породу, которая выносится на поверхность промывочной жидкостью, прокачиваемой через промывочные каналы 5 и 6. При этом вследствие периодического разобщения тангенциальных каналов 6 и 9 шарошки 4 и цапфы 2 промывочная жидкость подается в каналы прерывисто, создавая гидравлический удар на породу. Благодаря направленной подаче промывочной жидкости в центральную зону скважины обеспечивается эффективное разрушение образующейся там «сахарной головки». Усиление этого эффекта достигается за счет изменения диаметра сменных сопел гидромониторных насадок, а также благодаря использованию сменных экранов 10 с осевыми каналами 11 разного диаметра, подбираемого в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород.

Применение предложенного долота позволяет повысить технико-экономические показатели буровых работ.

1. Буровое долото, содержащее полый корпус с цапфой, выполненную с тангенциальными каналами и закрепленную на цапфе шарошку с тангенциальными, центральными и периферийными каналами и кольцевой расточкой, сообщенными с тангенциальными каналами цапфы и периферийными каналами шарошки, отличающееся тем, что центральные каналы шарошки выполнены под углом к продольной оси шарошки и направлены в зону пересечения осей скважины и цапфы, при этом цапфа оснащена экраном с осевыми каналами, периодически сообщающимися в процессе работы долота с центральными каналами шарошки.

2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что экран цапфы выполнен съемным, а осевые каналы его имеют разный диаметр.

3. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что шарошка выполнена составной, при этом поверхность разъема образована цилиндром, радиус которого больше наружного диаметра экрана.



 

Похожие патенты:

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

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 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.

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам для бурения горизонтальных и пологих наклонных скважин. Позволяет механически удалять крупный шлам и обломки горной породы и металла, отлагающихся на нижней стенке скважины из зоны работы долота, повышает износостойкость лап долота, создает дополнительную осевую нагрузку на долото. Долото состоит из секций, включающих шарошки, установленные с возможностью вращения на цапфах лап, и лапы. На спинках лап выполнены лопасти в виде двух или трех винтовых выступов трапецеидального профиля с углом подъема винтовой линии от 20 до 25°. Нижние лопасти на лапах 1-й и 2-й секций выполнены на одинаковой высоте от нижнего торца долота так, что входные торцы лопастей находятся ниже верхнего уровня шарошек. Нижняя лопасть 3-й секции выполнена так, что ее входной торец перекрывает выходные торцы нижних лопастей 1-й и 2-й секций. Вторая снизу лопасть 1-й секции выполнена так, что ее входной торец перекрывает выходной торец нижней лопасти 3-й секции. Вторая снизу лопасть 2-й секции выполнена так, что ее входной торец перекрывает выходной торец второй снизу лопасти 1-й секции, а вторая снизу лопасть 3-й секции выполнена так, что ее входной торец перекрывает выходной торец второй снизу лопасти 2-й секции и т.д. 1 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл.
Наверх