Буровое долото
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам для бурения. Обеспечивает повышение эффективности работы долота, улучшение очистки забоя от шлама. Буровое долото включает полый корпус с рабочими органами и установленный в полости корпуса на подшипниках центральный патрубок с кольцевым выступом на наружной поверхности и каналами для очистного агента. Центральный патрубок оснащен направляющими лопатками для создания крутящего момента, направленного против вращения долота. Направляющие лопатки могут быть установлены на съемных кольцах, размещенных в полости центрального патрубка и жестко соединенных с ним. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам для бурения скважин сплошным забоем.
Известно буровое шарошечное долото для бурения скважин сплошным забоем, включающее лапы с ниппельной частью и каналами для подачи промывочной жидкости на забой скважины (см. Корнеев К.Е и Палий П.А. Буровые долота, М. Недра, 1971, с.257)
Недостатком этого долота является не качественная очистки забоя от шлама, снижающая эффективность бурения.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее полый корпус с рабочими органами и установленный в полости корпуса на подшипниках центральный патрубок с кольцевым выступом на наружной поверхности и каналами для очистного агента (см. авт. св. СССР №817191, кл. E21B 10/18, 1981 г).
Данное долото благодаря использованию центрального патрубка, установленного с возможностью проворота относительно корпуса, создает более организованную систему очистки забоя и обеспечивает более качественное удаление шлама в затрубное пространство. Однако эффективность его работы, особенно при большом объеме шлама, также не очень высока. В первую очередь это связано с заклиниванием центрального патрубка, вследствие чего он начинает вращаться вместе лапами долота, нарушая заданную схему очистки забоя. Это негативно сказывается на эффективности очистки забоя от шлама и ведет к повторному его измельчению и как следствие этого к повышению энергоемкости процесса разрушения породы.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет улучшения качества очистки забоя от шлама.
Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающим полый корпус с рабочими органами и установленный в полости корпуса на подшипниках центральный патрубок с кольцевым выступом на наружной поверхности и каналами для очистного агента, согласно изобретению центральный патрубок оснащен направляющими лопатками для создания крутящего момента, направленного против вращения долота.
Достижению указанного технического результата способствует также и то, что направляющие лопатки установлены на съемных кольцах, размещенных в полости центрального патрубка и жестко соединенных с ним.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид долота в продольном разрезе.
Буровое долото включает полый корпус 1 с рабочими органами, например, шарошками 2. В полости корпуса 1 установлен центральный патрубок 3 с боковыми каналами 4 для подачи на забой скважины очистного агента и кольцевым выступом 5 на наружной поверхности. Центральный патрубок 3 размещен в полости корпуса 1 с возможностью поворота посредством втулки 6 с уплотнительными кольцами 7, подшипников качения 8, на которые опирается кольцевой выступ 5. патрубка 3, и подшипника скольжения 9, служащего одновременно и направляющей для центрального патрубка 3. На внутренней поверхности центрального патрубка 3 закреплены направляющие лопатки 10 для создания крутящего момента, направленного против вращения долота. Направляющие лопатки 10 установлены на съемных кольцах 11, жестко закрепленных в полости центрального патрубка 3, например, посредством шпонок (не показаны).
Принцип работы долота заключается в следующем. В процессе бурения поток очистного агента (промывочной жидкости или сжатого газа) под давлением подается в полость центрального патрубка 3. При этом вследствие трения между подшипником скольжения 9 и центральным патрубком 3, а также из-за попадания шлама между ними центральный патрубок 3 начинает проворачиваться вместе с долотом. Это нарушает заданную схему и условия очистки забоя от шлама, что приводит к повторному измельчению шлама, а это в свою очередь отрицательно влияет на эффективность разрушения породы. С целью уменьшения вероятности заклинивания центрального патрубка 3 используются направляющие лопатки 10, которые создают крутящий момент, направленный против вращения долота. Это позволяет удерживать центральный патрубок 3 от вращения совместно с долотом. В идеальном случае центральный патрубок 3 неподвижно зависает над забоем и обеспечивает постоянное направление струй очистного агента через каналы 4 на заданные участки забоя скважины. В этом случае происходит вращение породоразрушающих органов 2 долота относительно центрального патрубка 3, причем породоразрушающие органы 2 периодически пересекают струи очистного агента из каналов 4, что способствует их очистке. Такая очистка рабочих органов от шлама имеет особое значение при бурении по глинистым породам, склонным к налипанию на породоразрушающие элементы рабочих органов 2. При этом создается организованный восходящий поток очистного агента, обеспечивающего высокое качество очистки забоя от шлама и эффективное его удаление в затрубное пространство.
Все это способствует повышению эффективности работы долота в целом.
Данное техническое решение может быть использовано не только в шарошечных, но и в лопастных и алмазных долотах для бурения сплошным забоем. Наиболее целесообразная область применения - бурение взрывных скважин на карьерах.
1. Буровое долото, включающее полый корпус с рабочими органами и установленный в полости корпуса на подшипниках центральный патрубок с кольцевым выступом на наружной поверхности и каналами для очистного агента, отличающееся тем, что центральный патрубок оснащен направляющими лопатками для создания крутящего момента, направленного против вращения долота.
2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что направляющие лопатки установлены на съемных кольцах, размещенных в полости центрального патрубка и жестко соединенных с ним.
