Буровое долото



Буровое долото
Буровое долото
Буровое долото
Буровое долото

 


Владельцы патента RU 2482254:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом. Обеспечивает упрощение конструкции, эффективную очистку забоя от шлама, повышение эффективности работы долота. Буровое долото включает корпус со смонтированными на его цапфах шарошками и продувочный канал, в котором установлен обратный клапан, состоящий из защитного кожуха, жестко соединенного с корпусом, и размещенного в его полости запорного органа. Обратный клапан установлен по оси долота, защитный кожух выполнен со сквозными пазами по числу шарошек, направленными в межшарошечное пространство, а запорный орган выполнен в виде пружины растяжения с направляющим конусом, при этом верхний конец пружины растяжения жестко соединен с защитным кожухом, а нижний - с направляющим конусом. Диаметр витков пружины растяжения в средней части и на концевых участках может быть различен. 1 з.п. ф-лы, 4 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 эластичного 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 по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее корпус со смонтированными на его цапфах шарошками и продувочный канал, в котором установлен обратный клапан, состоящий из защитного кожуха, жестко соединенного с корпусом, и размещенного в его полости запорного органа (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 возможностью зашламования полости обратного клапана, где размещена пружина сжатия. Другой причиной низкой эффективности работы долота является невозможность регулирования скорости подачи очистного агента за исключением изменения объема прокачиваемого компрессора воздуха.

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 изменения поперечного сечения каналов, через которые подается очистной агент.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающем корпус со смонтированными на его цапфах шарошками и продувочный канал, в котором установлен обратный клапан, состоящий из защитного кожуха, жестко соединенного с корпусом, и размещенного в его полости запорного органа, согласно изобретению обратный клапан установлен по оси долота, защитный кожух выполнен со сквозными пазами по числу шарошек, направленными в межшарошечное пространство, а запорный орган выполнен в виде пружины растяжения с направляющим конусом, при этом верхний конец пружины растяжения жестко соединен с защитным кожухом, а нижний - с направляющим конусом.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что диаметр витков пружины растяжения в средней части и на концевых участках различен.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид долота, на фиг.2 - продольный разрез обратного клапана в рабочем положении; на фиг.3 - схема взаимного расположения шарошек и продувочных пазов обратного клапана; на фиг.4 - защитный кожух в аксонометрии.

Буровое долото включает корпус 1 с присоединительным ниппелем 2 и смонтированные на цапфах корпуса 1 шарошки 3. В лапах 1 выполнены каналы 4 для подачи в опоры шарошек 4 смазывающего и охлаждающего агентов и продувочные каналы 5. В канале 5 установлен центральный обратный клапан 6, установленный по оси долота и состоящий из защитного кожуха 7 и запорного органа 8. Защитный кожух 7 обратного клапана 6 выполнен со сквозными пазами 9, число которых соответствует числу шарошек 3. Пазы 9 ориентированы в межшарошечное пространство 10. Запорный орган 8 обратного клапана 6 выполнен в виде пружины растяжения с направляющим конусом 11, при этом верхний конец пружины растяжения жестко соединен с защитным кожухом 7, а нижний - с направляющим конусом 11. Защитный кожух 7 соединен с корпусом 1 любым известным способом, например стопорным штифтом 12 или посредством резьбы (не показано). В зависимости от условий работы диаметр витков пружины растяжения в средней части и на концевых участках различен. При наличии абразивных частиц в очистном агенте в средней части пружины используют витки большего диаметра, что предохранит витки от усиленного износа и обеспечит надежную работу долота в течение всего рейса. В других случаях средней части пружины можно использовать витки меньшего диаметра для уменьшения сопротивления очистному агенту.

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) через каналы 4 подается в полость опор долота, а другая часть потока проходит через ниппель 2, продувочный канал 5 и поступает в полость обратного клапана 6. Под действием нисходящего потока сжатого воздуха, действующего на направляющий конус 11, запорный орган 8 перемещается вниз, растягивая витки пружины. При этом путем подбора жесткости пружины можно регулировать расстояние от каналов запорного органа 8 до забоя, а также и проходное сечение напорных каналов и тем самым дополнительно регулировать скорость потока нагнетаемого очистного агента. Одновременно с этим достигается и лучшая очистка вооружения шарошек от шлама. Для этого используется часть потока - А очистного агента, направляемого на рабочую поверхность шарошек 3 через щели, образованные стенками направляющего конуса 11 и защитного кожуха 7. При этом другая часть потока - Б направляется в межшарошечное пространство и обеспечивает очистку забоя от шлама, направляя поток очистного агента в направлении от центра к периферии и далее в затрубное пространство.

В случае отключения источника подачи сжатого воздуха пружина растяжения сжимается, пружинные витки запорного органа 8 мгновенно смыкаются, прилегая один к другому, и перекрывают доступ шлама в ниппельную полость долота, а следовательно, и в его опоры. Это исключает операцию по подъему долота с забоя скважины и очистку его опор от шлама для последующего спуска долота в скважину.

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

Предложенное долото имеет простую конструкцию, а применение его позволяет повысить эффективность буровых работ и значительно снизить их стоимость.

1. Буровое долото, включающее корпус со смонтированными на его цапфах шарошками и продувочный канал, в котором установлен обратный клапан, состоящий из защитного кожуха, жестко соединенного с корпусом, и размещенного в его полости запорного органа, отличающееся тем, что обратный клапан установлен по оси долота, защитный кожух выполнен со сквозными пазами по числу шарошек, направленными в межшарошечное пространство, а запорный орган выполнен в виде пружины растяжения с направляющим конусом, при этом верхний конец пружины растяжения жестко соединен с защитным кожухом, а нижний - с направляющим конусом.

2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что диаметр витков пружины растяжения в средней части и на концевых участках различен.



 

Похожие патенты:

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

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 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.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Буровое шарошечное долото включает корпус с центральным ступенчатым каналом, закрепленные на лапах шарошки и размещенный в центральном канале патрубок из эластичного материала. По первому варианту выполнения патрубок выполнен из двух полукольцевых секторов, верхняя часть одного из которых выполнена с гофрированным участком, смещенным в сторону выходного торца патрубка на величину не менее его наружного диаметра. По второму варианту выполнения патрубок выполнен из двух полукольцевых секторов, верхняя часть которых выполнена с гофрированными участками, смещенными в сторону выходного торца патрубка на величину не менее его наружного диаметра, при этом гофрированный участок одного из секторов выполнен с гофрами как на наружной, так и на внутренней поверхности, а у второго сектора - только на наружной поверхности. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх