Буровое шарошечное долото



Буровое шарошечное долото
Буровое шарошечное долото
Буровое шарошечное долото

 


Владельцы патента RU 2481455:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом. Обеспечивает повышение эффективности работы долота, эффективную очистку забоя от шлама. Буровое шарошечное долото включает лапы со смонтированными на них шарошками и продувочными каналами, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса и подпружиненного в осевом направлении пружиной сжатия запорного органа. Защитный корпус каждого обратного клапана выполнен со ступенчатой внутренней поверхностью с образованием опорной ступени, а запорный орган - с наклонными каналами для подачи очистного агента и кольцевым буртом в верхней части, при этом пружина сжатия установлена между опорной ступенью защитного корпуса и кольцевым буртом запорного органа. Нижняя часть запорного органа может быть выполнена с открытой полостью, сообщенной с дополнительными наклонными каналами, выходная часть которых направлена в сторону устья скважины. 1 з.п. ф-лы, 3 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, E21B 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 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 подпружиненного в осевом направлении запорного органа (см. патент РФ №2098596, кл. E21B 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 возможностью зашламования полости обратного клапана, где размещена пружина сжатия, и ее износом. Другой причиной низкой эффективности работы долота является невозможность регулирования скорости подачи очистного агента за счет изменения расстояния между выходной частью очистных каналов и забоем скважины.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет улучшения надежности работы обратного клапана и возможности регулирования скорости подачи очистного агента не только за счет изменения объема подаваемого очистного агента, но и за счет установки выходных каналов на разном расстоянии от забоя скважины.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем лапы со смонтированными на них шарошками и продувочными каналами, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса и подпружиненного в осевом направлении пружиной сжатия запорного органа, согласно изобретению защитный корпус каждого обратного клапана выполнен со ступенчатой внутренней поверхностью с образованием опорной ступени, а запорный орган - с наклонными каналами для подачи очистного агента и кольцевым буртом в верхней части, при этом пружина сжатия установлена между опорной ступенью защитного корпуса и кольцевым буртом запорного органа.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что нижняя часть запорного органа выполнена с открытой полостью и сообщенными с ней дополнительными наклонными каналами, выходная часть которых направлена в сторону устья скважины.

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.

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 каналах 5 установлены обратные клапаны 6, состоящие из защитного корпуса 7 и подпружиненного пружиной сжатия 8 в осевом направлении запорного органа 9. Защитный корпус 7 каждого обратного клапана 6 выполнен со ступенчатой внутренней поверхностью с образованием опорной ступени 10, а запорный орган 9 - с наклонными каналами 11 для подачи очистного агента и кольцевым буртом 12 верхней части. При этом пружина 8 установлена между опорной ступенью 10 защитного корпуса 7 и кольцевым буртом 12, нижняя часть 13 запорного органа 9 выполнена с открытой полостью 14, сообщенной с дополнительными наклонными каналами 15, выходная часть которых направлена в сторону устья скважины.

Защитный корпус 7 закреплен в канале 5 лапы 1 стопорным элементом, например штифтом 16, установленным в совмещенных радиальных каналах 17 и 18 соответственно лапы 1 и защитного корпуса 7. Подпружиненный запорный орган 9 зафиксирован от перемещения вверх пружинным разрезным стопорным кольцом 19, устанавливаемым в кольцевой расточке защитного корпуса 7. Для герметизации обратного клапана предусмотрено уплотнительное кольцо 20.

В процессе бурения одна часть потока газообразного агента, в котором может быть распылено смазывающе-охлаждающее вещество (например, масло) путем установки специального конического отражателя (не показано), подается в полость опор долота, а другая часть потока проходит через ниппель 2, продувочные каналы 5 и поступает в полость обратного клапана 6. Под действием нисходящего потока сжатого воздуха запорный орган 9 перемещается вниз и, сжимая пружину 8. выходит из полости защитного корпуса 7 и открывает наклонные каналы 11 для прохода очистного агента. При этом путем подбора пружины 8 можно регулировать расстояние от каналов 11 до забоя и тем самым дополнительно регулировать скорость потока нагнетаемого очистного агента. Очистной агент, отражаясь от забоя и стенок скважины, попадает в полость 14 в нижней части запорного органа 9 и через дополнительные каналы 15 направляется в затрубное пространство, создавая благоприятные условия для очистки забоя от шлама.

В случае отключения источника подачи сжатого воздуха запорный орган 9 под действием пружины 8 поднимается вверх и его наклонные напорные каналы 11 перекрываются стенками защитного кожуха 7, перекрывая доступ шлама в ниппельную полость долота, а следовательно, и в его опоры.

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

Применение предложенного долота позволяет повысить эффективность буровых работ и снизить их стоимость.

1. Буровое шарошечное долото, включающее лапы со смонтированными на них шарошками и продувочными каналами, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса и подпружиненного в осевом направлении пружиной сжатия запорного органа, отличающееся тем, что защитный корпус каждого обратного клапана выполнен со ступенчатой внутренней поверхностью с образованием опорной ступени, а запорный орган - с наклонными каналами для подачи очистного агента и кольцевым буртом в верхней части, при этом пружина сжатия установлена между опорной ступенью защитного корпуса и кольцевым буртом запорного органа.

2. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть запорного органа выполнена с открытой полостью, сообщенной с дополнительными наклонными каналами, выходная часть которых направлена в сторону устья скважины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин. .

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 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.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла. Буровое гидромониторное шарошечное долото включает корпус со ступенчатым центральным каналом и размещенную в нем насадку с уплотнительным элементом и стопором. Насадка оснащена направляющим узлом для обеспечения ее осевого перемещения без вращения, при этом насадка выполнена с ответной ступенчатой наружной поверхностью, верхняя часть которой размещена в полости ниппельной части долота и выполнена с резьбой на наружной поверхности, а стопор выполнен в виде турбинного колеса, соединенного с верхней частью насадки резьбой, при этом турбинное колесо снабжено лопастями, создающими крутящий момент, направленный в сторону завинчивания резьбовой пары: насадка - турбинное колесо. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота, повышении надежности промывочного узла. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх