Зубок шарошечного долота для бурения непроницаемых пород



Зубок шарошечного долота для бурения непроницаемых пород
Зубок шарошечного долота для бурения непроницаемых пород
Зубок шарошечного долота для бурения непроницаемых пород
Зубок шарошечного долота для бурения непроницаемых пород
Зубок шарошечного долота для бурения непроницаемых пород

 


Владельцы патента RU 2517656:

Синев Станислав Васильевич (RU)

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 вооружению породоразрушающего инструмента, применяемому в бурении скважин, а именно к зубкам шарошечных долот.

Известно шарошечное долото, включающее шарошки с вооружением, выполненным в виде клиновидных зубков с притупленной рабочей кромкой. Такой зубок предназначен для глубокого проникновения в мягкие и средней твердости породы [1] (аналог). Рассматриваемые зубки монтируются в венцах шарошек долота.

Конструкцией долота предусмотрено проскальзывание по забою венцов основного вооружения в отличие от периферийного, что усиливает разрушительную способность долота. Более свободному внедрению основного вооружения в породу в определенной степени мешает плоский профиль набегающей грани зубка.

Частично этот недостаток устранен в зубках, у которых набегающая грань выполнена с радиальной выборкой. Это так называемые зубки ковшеобразной формы. Форма зубка улучшает подъем обломков выбуренной породы из лунок забоя [2] (прототип). Такие зубки не просто сдвигают породу при их внедрении в массив, а образуя в породе трещину разрыва перед рабочей кромкой зубков, отрывают породу от забоя.

Недостатком работы зубка ковшеобразной формы в этом случае является то, что при бурении непроницаемых горных пород раскрытию образующихся трещин существенно противостоит гидростатическое давление скважины и отделяемые от забоя обломки породы плохо извлекаются.

Целью изобретения является повышение эффективности разрушения непроницаемых горных пород путем выравнивания гидростатического давления в зоне разрыва горной породы перед зубком.

Указанная цель достигается тем, что на тыльной стороне зубок содержит проточные канавки, 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.

На фиг.1 представлен зубок ковшеобразной формы с проточной канавкой на его тыльной стороне. На фиг.2 - зубок с проточной канавкой на тыльной стороне в разрезе. На фиг.3 показан зубок ковшеобразной формы большего диаметра с двумя канавками, например, монтируемый в долотах для бурения в мягких породах или долотах больших размеров. На фиг.4 заявленный зубок в контакте с горной породой в начале акта внедрения и формирования трещины A, когда гидростатическое давление препятствует раскрытию берегов трещины. На фиг.5 зубок в конце акта внедрения, когда гидростатическое давление выровнено в трещине B через гидравлический канал, образованный незатронутым разрушением массивом забоя и канавкой с тыльной стороны зубка.

Механизм разрушения горной породы происходит следующим образом. Благодаря тому что на тыльной стороне зубок содержит проточные канавки, 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, происходит выравнивание гидростатического давления в зоне разрыва непроницаемой горной породы перед зубком. Вначале взаимодействия зубка с горной породой производится его внедрение со сдвигом, который сопровождается формированием трещины A на фиг.4 перед рабочей кромкой зубка, где создается вакуум из-за невозможности проникновения в эту область промывочной жидкости, находящейся в скважине. Гидростатическое давление препятствует раскрытию трещины. Эти два обстоятельства способствуют заполнению трещины A на фиг.4 через гидравлический канал из незатронутого разрушением массива забоя и канавки на тыльной стороне зубка, выравнивая давление между полостью трещины и скважины. Дальнейшее внедрение заявленного зубка легко раздвигает берега трещины B на фиг.5, пополняя промывочной жидкостью увеличивающийся объем трещины через тот же гидравлический канал. Канавка вкупе с незатронутым разрушением массивом забоя служит надежным гидравлическим каналом между скважиной и трещиной, поскольку поверхность горной породы забоя сформирована (сглажена) частью рабочей кромки зубка.

В рамках незаявленного решения следует отметить, что периферийное вооружение в виде клинообразного или сферического зубка, в котором не предусмотрено скольжение, надлежит выполнять с канавкой на рабочей кромке зубка или сферической выемкой для принудительного расширения трещины скважинным флюидом.

Источники информации

1. Шарошечные долота и бурильные головки. Каталог. - Изд. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1990. - 93 с. (см. стр.25, 27 и 28).

2. Масленников И.К. Буровой инструмент. Справочник. - М.: Недра, 1989. - 430 с. (см. стр.84 рис.2.1.32, в, з, и).

Зубок шарошечного долота ковшеобразной формы, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности разрушения непроницаемых горных пород путем выравнивания гидростатического давления в зоне разрыва горной породы перед зубком, на тыльной стороне зубок содержит проточные канавки, 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Обеспечивает повышение надежности и эффективности работы долота.

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.

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. .

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 буровым шарошечным долотам. Техническим результатом является увеличение механической скорости бурения.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа. Обеспечивает повышение эффективности работы долота.

Изобретение относится к породоразрушающему шарошечному инструменту, применяемому в бурении скважин. Технический результат заключается в увеличении механической скорости бурения за счет увеличения объема разрушения резанием в горизонтальном направлении и вводом в процесс бурения разрушения горной породы резанием в вертикальном направлении путем образования боковой открытой ступенчатой поверхности со ступеньками, полностью разрушаемыми в процессе их формирования.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа. Обеспечивает повышение эффективности работы долота.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа. Обеспечивает повышение эффективности работы долота.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа. Шарошечное долото содержит корпус с цапфой, на которой посредством подшипников установлена шарошка с вогнутой сферической вершиной, армированной породоразрушающими зубками.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, применяемому в бурении скважин, а именно к шарошечным долотам. Обеспечивает повышение показателей эффективности работы долота.

Группа изобретений относится к области буровой техники и может быть использована в буровых долотах, предназначенных для бурения скважин. Обеспечивает уменьшение энергоемкости породоразрушения и повышение эффективности бурения.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости, разрушение которых не требует значительных осевых нагрузок.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Обеспечивает повышение ресурса работы долота, надежное крепление шарошек.

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.
Наверх