Буровое шарошечное долото



Буровое шарошечное долото
Буровое шарошечное долото
Буровое шарошечное долото
Буровое шарошечное долото
Буровое шарошечное долото
Буровое шарошечное долото
Буровое шарошечное долото
Буровое шарошечное долото

 


Владельцы патента RU 2479708:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин. Долото включает лапы со смонтированными на них шарошками и продувочными каналами. В продувочных каналах установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса и подпружиненной направляющей. Обратный клапан снабжен трубчатым элементом из эластичного материала. При этом запорный орган выполнен с продольными пазами на наружной поверхности. Продольные пазы перекрыты в исходном положении трубчатым элементом. Нижняя часть направляющей и контактирующая с ней часть трубчатого элемента выполнены в виде конуса. При этом часть трубчатого элемента ниже конического участка образована двумя полуцилиндрическими участками. Эти участки прилегают один к другому плоскими гранями, которые зафиксированы в исходном положении пружинным кольцом. Выходная часть трубчатого элемента выполнена в виде конического раструба. Такое выполнение долота гарантирует надежную герметизацию его ниппельной полости за счет выполнения обратного клапана с трубчатым элементом специальной конструкции. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным долотам для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом.

Известно буровое шарошечное долото для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом, включающее лапы с ниппельной частью и каналами для продувочных сопел с установленными в них шламозащитными запорными органами в виде усеченного конуса из эластично материала, соединенными с корпусом долота пружиной растяжения (см. авт. св. СССР №1492018, Е21В 27/00, 1989 г.).

Недостатком этого долота является возможность выхода запорного органа и пружины за пределы корпуса долота во время работы, что приводит к повреждению шламозащитного органа обратным потоком очистного агента, особенно при наличии абразивных частиц. Это приводит к износу контактной поверхности шламозащитного органа со стенками сопла и, как следствие этого, к разгерметизации запорного органа.

Наиболее близким к предложенному долоту по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее лапы со смонтированными на них шарошками и продувочными каналами, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса и подпружиненной в осевом направлении направляющей (см. патент РФ №2098596, кл. Е21В 10/60, 1997 г.).

Основным недостатком данного долота является малая эффективность его работы из-за низкой надежности обратного клапана, особенно при бурении по абразивным породам на форсированных режимах с использованием высокопроизводительного компрессорного оборудования. Связано это с усиленным износом контактной поверхности направляющей с седлом защитного корпуса, приводящим к образованию канавок на их контактной поверхности и проникновению через них шлама, особенно при проходке водоносных горизонтов.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет улучшения надежности работы обратного клапана.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающее лапы со смонтированными на них шарошками и продувочными каналами, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса и подпружиненной в осевом направлении направляющей, согласно изобретению, обратный клапан снабжен трубчатым элементом из эластичного материала, при этом направляющая выполнена с продольными пазами на наружной поверхности, перекрытыми в исходном положении трубчатым элементом.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- нижняя часть направляющей и контактирующая с ней средняя часть трубчатого элемента выполнены в виде конуса;

- трубчатый элемент ниже конической части образован двумя полуцилиндрическими участками, прилегающими один к другому плоскими гранями, которые зафиксированы в исходном положении пружинным кольцом;

- выходная часть трубчатого элемента выполнена в виде конического раструба.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид долота, на фиг.2 - продольный разрез обратного клапана в исходном положении; на фиг.3 - то же, в рабочем положении, на фиг.4, 5 и 6 - сечение А-А на фиг.3 (варианты выполнения запорного органа), на фиг.7 - вид Б на фиг.3, на фиг.8 - сечение В-В на фиг.2.

Буровое шарошечное долото включает лапы 1 с присоединительным ниппелем 2, смонтированными на них шарошками 3. В лапах 1 выполнены каналы 4 для подачи в опоры шарошек 4 смазывающего и охлаждающего агентов и продувочные каналы 5. В последних установлены обратные клапаны 6, состоящие из защитного корпуса 7 и подпружиненного пружиной сжатия 8 в осевом направлении направляющей 9. Обратный клапан снабжен трубчатым элементом 10 из эластичного материала, предохраняющим совместно с направляющей 9 попадание шлама в полость защитного корпуса 7 и полость опоры шарошек 3. Нижняя часть направляющей 9 и контактирующая с ней средняя часть 16 трубчатого элемента 10 выполнены в виде конуса. При этом трубчатый элемент 10 ниже конической части образован двумя полуцилиндрическими участками 11, прилегающими обращенными один к другому плоскими гранями 12 и зафиксированными в исходном положении любым известным способом, например, стопорным пружинным разрезным кольцом 13 или кольцевой пружиной растяжения (не показано). Выходная часть трубчатого элемента 10 выполнена в виде конического раструба 14, предохраняющего в процессе работы стопорное кольцо 13 от выпадения. Направляющая 9 обратного клапана 6 выполнена с продольными пазами 15 на наружной поверхности, перекрытыми в исходном (транспортном) положении трубчатым элементом 10 и предназначенными для прохода очистного агента. При этом благодаря различной форме продольных пазов 15 (см. фиг.4, 5 и 6) можно широко варьировать и схемой очистки забоя от шлама в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород и типоразмера долот. В верхней части запорного органа 9 расположен диск 24 с каналами 17 и направляющими выступами 18, обеспечивающими сохранность заданной схемы очистки забоя от шлама. Выступы 18 диска 24 размещают в пазах 19 на внутренней поверхности защитного корпуса 7, закрепленного в канале лапы 1 стопорным элементом, например, штифтом 20, установленным в совмещенных радиальных каналах 21 и 22 соответственно лапы 1 и защитного корпуса 7. Подпружиненная направляющая 9 зафиксирована от перемещения вверх пружинным разрезным стопорным кольцом 23, устанавливаемым в кольцевой расточке защитного корпуса 7.

В процессе бурения поток газообразного агента, в котором могут быть распылено смазывающе-охлаждающее вещество (например, масло), проходит через ниппель 2, продувочные каналы 5, каналы 17 диска 24, продольные пазы 15 и поступает в полость обратного клапана 6. При этом под действием нисходящего потока сжатого воздуха направляющая 9 перемещается вниз и, воздействуя своим коническим торцом на конический участок 16 эластичного трубчатого элемента 10, растягивает его, образуя канал для подачи очистного агента на забой. Одновременно разжимается и кольцо 13, служащее дополнительным запором для трубчатого элемента 10. Необходимость использования дополнительного стопорного кольца связано с потерей эластичных свойств трубчатого элемента 10 в процессе работы. В связи с этим усилия эластичного трубчатого элемента 10 бывает недостаточно для надежной герметизации полости защитного корпуса 7. В процессе работы долота эластичный трубчатый элемент 10 удерживается в раскрытом положении направляющей 9, которая выходит за нижний торец трубчатого элемента 10.

В случае отключения источника подачи сжатого воздуха направляющая 9 под действием пружины 8 поднимается вверх, трубчатый элемент 10 охлопывается, принимая первоначальную форму (см. фиг.2) и перекрывая доступ шлама в ниппельную полость долота, а следовательно, и в его опоры. При этом частицы шлама, попавшие между плоскими гранями 12, утапливаются в эластичном материале и контактирующие плоскости 12 плотно прилегают одна к другой под воздействием как сил упругости материала, так и под действием пружинного кольца 13. При бурении по водоносным горизонтам этому способствует также и гидростатическое давление столба жидкости, находящейся в скважине.

При износе обратного клапана или его элементов они могут быть легко заменены запасными непосредственно на буровой.

Применение предложенного долота позволяет повысить эффективность буровых работ.

1. Буровое шарошечное долото, включающее лапы со смонтированными на них шарошками и продувочными каналами, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса и подпружиненной в осевом направлении направляющей, отличающееся тем, что обратный клапан снабжен трубчатым элементом из эластичного материала, при этом направляющая выполнена с продольными пазами на наружной поверхности, перекрытыми в исходном положении трубчатым элементом.

2. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть направляющей и контактирующая с ней средняя часть трубчатого элемента выполнены в виде конуса.

3. Буровое шарошечное долото по п.2, отличающееся тем, что трубчатый элемент ниже конической части образован двумя полуцилиндрическими участками, прилегающими один к другому плоскими гранями, которые зафиксированы в исходном положении пружинным кольцом.

4. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что выходная часть трубчатого элемента выполнена в виде конического раструба.



 

Похожие патенты:

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

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 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.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами, установленные на них многоконусные шарошки с литыми или фрезерованными зубьями, периферийные из которых расположены наклонно относительно продольной оси шарошки, и размещенные между шарошками напорные промывочные узлы. Все остальные венцы шарошек также выполнены с косыми зубьями, причем зубья периферийных венцов имеют левое направление подъема образующей винтовой линии площадки притупления при осуществлении бурения путем вращения долота по часовой стрелке, и правое - при вращении долота против часовой стрелки, а зубья остальных венцов наклонены в противоположную сторону. Оси сопел гидромониторных насадок промывочных узлов направлены в межвенцовое пространство между периферийным и смежным с ним венцом. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота за счет более качественной очистки забоя скважины от шлама путем оптимизации процесса его эвакуации в затрубное пространство. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх