Буровое долото
Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам, преимущественно с алмазным вооружением. Обеспечивает повышение эффективности работы долота благодаря оптимизации режима промывки. Буровое долото включает полый корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и отводные каналы. Напорные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, в каждой из которых размещена биметаллическая пластина, которая при изменении температуры корпуса меняет проходное сечение напорного канала. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам режущего типа, преимущественно с алмазным вооружением.
Известно буровое долото, содержащее полый корпус с напорными каналами и центральной выемкой, соединенной посредством радиальных каналов и отводного отверстия соответственно с напорными каналами и затрубным пространством, и армированные породоразрушающими элементами лопасти (см. авт.св. СССР №791905, кл. E21B 10/46, 1980 г.).
Недостатком этого долота является малая механическая скорость бурения, связанная с низкой эффективностью очистки забоя от шлама из-за образования на забое скважины застойных зон и повторного измельчения шлама породоразрушающими элементами.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и очистную систему, содержащую напорные и отводные каналы (см. авт. св. СССР №1134690, кл. E21B 10/60, 1985 г.).
К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую энергоемкость процесса разрушения породы и вероятность прижога долота, особенно при оснащении его природными или искусственными алмазами.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем снижения энергоемкости процесса разрушения породы и исключения вероятности прижога долота.
Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающем полый корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и очистную систему, содержащую напорные и отводные каналы, согласно изобретению напорные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, в каждой из которых размещена биметаллическая пластина, которая при изменении температуры корпуса меняет проходное сечение напорного канала.
Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что:
- втулки с биметаллическими пластинами размещены в напорных каналах разъемно;
- биметаллические пластины на одном конце жестко соединены с корпусом втулки, а на другом установлены с возможностью осевого перемещения;
- свободный конец биметаллических пластин выполнен с продольным пазом, а втулка оснащена направляющим штифтом, установленным в пазу пластин.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид долота в продольном разрезе, на фиг.2 - узел I на фиг.1 в увеличенном масштабе; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.
Предложенное буровое долото содержит корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и лопастями 3, армированными породоразрушающими элементами 4, и очистную систему, содержащую напорные и отводные каналы соответственно 5 и 6. В качестве породоразрушающих элементов 4 могут использоваться как природные, так и искусственные алмазы. Напорные каналы 5 оснащены съемными втулками 7 с прямоугольным проходным сечением (см. фиг.3), в каждой из которых размещена биметаллическая пластина 8, которая в исходном положении перекрывает часть проходного сечения втулки 7 за счет синусообразного выступа на нижнем конце втулки 7. Этот конец биметаллической пластины 8 выполнен с продольным пазом 9, в котором размещен направляющий штифт 10, жестко соединенный с корпусом втулки 7. При повышении температуры корпуса 1 долота один из элементов 11 биметаллической пластины 8, имеющий коэффициент линейного расширения больше, чем жестко соединенный с ним второй элемент 12, начинает распрямляться, перемещаясь вдоль втулки 7 по направляющему штифту 10. Благодаря этому обеспечивается полное открытие проходного сечения напорного канала 5. Возможен вариант размещения биметаллических пластин 8 в исходном положении только в части напорных каналов 5, но с полным перекрытием проходного сечения втулки 7.
Принцип работы бурового долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 4 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода удаляется на поверхность промывочной жидкостью, которая подается на забой через напорные каналы 5. Этому также способствует и наличие отводных каналов 6, выполненных в корпусе 1 долота и сообщенных с полостью 13 корпуса 1 долота (не показаны). В процессе разрушения породы происходит нагрев корпуса 1, что может привести при использовании алмазного вооружения к прижогу долота. Для исключения этого долото оснащают биметаллическими пластинами 10, которые регулируют количество подаваемой жидкости через напорные каналы 5. При нагреве корпуса до определенной температуры синусообразный выступ биметаллической пластины 8 в полости втулки 7 распрямляется и увеличивает проходное сечение канала 5. Причем это происходит пропорционально увеличению температуры. В этом случае увеличивающийся объем жидкости, подаваемой на забой через напорные каналы 5, создает подпор и способствует лучшему охлаждению породоразрушающих элементов 4, предохраняя их от прижога и повышая их работоспособность.
Таким образом, предложенная конструкция долота позволяет повысить эффективность его работы путем автоматического регулирования расхода промывочной жидкости, направляемой на очистку забоя от шлама.
1. Буровое долото, включающее полый корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и отводные каналы, отличающееся тем, что напорные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, в каждой из которых размещена биметаллическая пластина, которая при изменении температуры корпуса меняет проходное сечение напорного канала.
2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что втулки с биметаллическими пластинами размещены в напорных каналах разъемно.
3. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что биметаллические пластины на одном конце жестко соединены с корпусом втулки, а на другом установлены с возможностью осевого перемещения.
4. Буровое долото по п.3, отличающееся тем, что свободный конец биметаллических пластин выполнен с продольным пазом, а втулка оснащена направляющим штифтом, установленным в пазу пластины.
