Буровое шарошечное долото

Авторы патента:

Богомолов Родион Михайлович (RU)

Будюкова Татьяна Юрьевна (RU)

Панин Николай Митрофанович (RU)

Ясашин Виталий Анатольевич (RU)

Сериков Дмитрий Юрьевич (RU)

E21B10/18 - отличающиеся каналами или насадками для бурового раствора

Владельцы патента RU 2491406:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом. Технический результат направлен на повышение эффективности работы долота за счет улучшения надежности работы обратного клапана и его герметизации. Долото включает лапы со смонтированными на них шарошками и каналами для подачи очистного агента, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса с седлом, запорного органа и возвратной пружины. Обратный клапан снабжен гибкой тонкостенной втулкой, соединенной с корпусом с возможностью осевого перемещения и имеющую наружную поверхность, конгруэнтную рабочей поверхности седла и установленную с ней концентрично. При этом защитный корпус клапана выполнен с гнездом под верхнюю часть втулки. 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 продувки опор шарошек, центральное продувочное сопло, закрепленную в сопле втулку с боковыми окнами и конусным отражателем, установленным навстречу потоку газообразного агента, и обратный клапан (см. авт. св. СССР №571574, кл. E21B 10/24, 1974).

Недостатком этого долота является сложность конструкции обратного клапана и не эффективная система защиты опор шарошек от шлама, связанная со схемой размещения обратного клапана в специальном переходнике, расположенном над долотом.

Наиболее близким к предложенному долоту по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее лапы со смонтированными на них шарошками и каналами для подачи очистного агента, в которых установлены клапанные коробки, состоящие из защитного корпуса с седлом, запорного органа и возвратной пружины (см. патент РФ №2109126, кл. Е21В 10/60, 1998 г.).

Основным недостатком данного долота является сравнительно малая эффективность его работы из-за низкой надежности обратного клапана, особенно при бурении на форсированных режимах с использованием высокопроизводительного компрессорного оборудования. Использование такого оборудования приводит к усиленному износу седла клапана, а это в свою очередь приводит к разгерметизации клапана и попаданию шлама в опору долота в случае возникновения всяких аварийных ситуаций.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет улучшения надежности работы обратного клапана путем обеспечения более надежной его герметизации

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающее лапы с каналами для подачи очистного агента, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса с седлом, запорного органа и возвратной пружины, согласно изобретению, обратный клапан снабжен гибкой тонкостенной втулкой, соединенной с корпусом с возможностью осевого перемещения и имеющую наружную поверхность, конгруэнтную рабочей поверхности седла и установленную с ней концентрично.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что защитный корпус выполнен с гнездом под верхнюю часть втулки.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид долота, на фиг.2 и 3 - два варианта выполнения обратного клапана, на фиг.4 - узел 1 на фиг.3.

Буровое шарошечное долото включает лапы 1 со смонтированными на них шарошками 2 и каналами 10 для подачи очистного агента, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса 3 с седлом 4, запорного органа 5 и возвратной пружины 6. Внутри защитного корпуса 3, концентрично рабочей поверхности седла 4, установлена гибкая тонкостенная втулка 7. Втулка 7 соединена с корпусом 3, например, посредством штифта 9 с возможностью осевого перемещения и имеющая наружную поверхность, конгруэнтную рабочей поверхности седла 4. Запорный орган 5 может иметь различную форму, например, коническую (см. фиг.2), сферическую (см. фиг.3) и т.д. На рабочей поверхности седла 4 защитного корпуса 3 выполнено гнездо 8 под верхнюю часть втулки 7, причем глубина гнезда 8 выбирается равной не менее толщины верхней части втулки 7. Это обеспечивает в рабочем положении клапана установку верхней части втулки 7 заподлицо с рабочей поверхностью седла 3 и тем самым уменьшить ее износ

В процессе бурения поток газообразного агента под давлением подается в ниппельную полость 11 долота, проходит по каналам 10, воздействует на запорный орган 5 клапана. Под действием потока очистного агента запорный орган 5, преодолевая сопротивление возвратной пружины 6, перемещается вниз и открывает проход для очистного агента между рабочей поверхностью седла 4 и наружной поверхностью запорного органа 5 и направляется на забой скважины. В газообразном агенте может быть распылено смазывающе-охлаждающее вещество (например, масло) для обеспечения благоприятных условий работы опор шарошек. В случае прекращения подачи очистного агента запорный орган 5 возвращается в исходное положение под действием возвратной пружины 6. При этом запорный орган 5 воздействует на гибкую тонкостенную втулку 7, которая легко деформируясь, плотно прилегает к стенкам седла 4 по всей окружности их контакта. Это исключает образование зазоров между запорным органом 5 и седлом 4 даже при заметном износе седла, что имеет место практически у всех существующих долот. Причем, такие зазоры имеются даже у совершенно новых долот. Таким образом, в предложенных долотах исключается нарушение герметичности обратного клапана, а также вероятность попадания шлама в опоры шарошек через очистные каналы 10.

Все это способствует повышению эффективности работы обратного клапана и предохранению попадания шлама в опоры долота, а следовательно и эффективности работы бурового долота в целом.

1. Буровое шарошечное долото, включающее лапы со смонтированными на них шарошками и каналами для подачи очистного агента, в которых установлены обратные клапаны, состоящие из защитного корпуса с седлом, запорного органа и возвратной пружины, отличающееся тем, что обратный клапан снабжен гибкой тонкостенной втулкой, соединенной с корпусом с возможностью осевого перемещения и имеющей наружную поверхность, конгруэнтную рабочей поверхности седла и установленную с ней концентрично.

2. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что защитный корпус выполнен с гнездом под верхнюю часть втулки.

Похожие патенты:

Буровое долото // 2482254

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

Буровое шарошечное долото // 2481455

Буровое шарошечное долото // 2479708

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин. .

Буровое долото // 2472914

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

Одношарошечное долото // 2416019

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

Буровое гидромониторное шарошечное долото // 2394146

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

Насадка гидромониторного долота // 2393323

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

Промывочный узел бурового долота // 2351737

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. .

Промывочный узел бурового долота // 2351736

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

Промывочный узел бурового долота // 2349730

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. .

Способ адаптивного регулирования условий бурения скважин и долото для его реализации // 2499887

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.

Промывочный узел бурового долота // 2506400

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.

Зубок шарошечного долота для бурения непроницаемых пород // 2517656

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.

Буровое шарошечное долото с асимметричной схемой промывки // 2520656

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.

Буровое шарошечное долото // 2520974

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.

Шарошечное долото для горизонтального бурения // 2539472

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.

Буровое шарошечное долото // 2543823

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.

Буровое гидромониторное шарошечное долото // 2552242

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.

Буровое шарошечное долото (варианты) // 2555850

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.

Буровое шарошечное долото // 2555851