Буровое алмазное долото



Буровое алмазное долото
Буровое алмазное долото
Буровое алмазное долото
Буровое алмазное долото

 


Владельцы патента RU 2530956:

Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш") (RU)

Изобретение относится к алмазным буровым долотам. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности работы алмазного долота, в защите от засорения твердосплавных промывочных насадок. Буровое алмазное долото содержит корпус, выступающие над ним лопасти, оснащенные породоразрушающими и защитными резцами PDC, промывочные твердосплавные насадки в гнездах на корпусе, центральную полость в ниппеле корпуса, систему каналов, подводящих промывочную жидкость к твердосплавным промывочным насадкам. В центральную полость ниппеля установлено устройство для защиты промывочных насадок от засорения, выполненное в виде цилиндра или иного тела вращения, открытого с одного торца и закрытого с другого, с наружным кольцевым буртом со стороны открытого торца для установки и закрепления на ступеньке полости ниппеля, в стенке устройства выполнено множество отверстий круглой или иной формы для прохода промывочной жидкости. Площадь центрального отверстия в ниппеле (SНИП), площадь максимального поперечного сечения устройства (SУСТ), суммарная площадь отверстий в стенке устройства (SБОК) и суммарная площадь сопел промывочных насадок (SНАС) связаны неравенством SНИП>SУСТ>SБОК>SНАС. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым алмазным долотам, применяемых для бурения глубоких скважин.

Известно буровое долото [1], принятое за аналог. Для защиты полостей опор шарошек от попадания при бурении крупных частиц шлама, во внутренней полости хвостовика корпуса долота предусмотрены цилиндрические трубки, вставленные одним концом в гнезда. Другой конец трубки закрыт. На выступающей части трубки, закрепленной в гнезде под углом к оси внутренней полости, выполнены множество отверстий для прохода в полость опоры части продувочного агента. Положительным качеством аналога является то, что крупные частицы, способные по мере их накопления засорить и закупорить продувочное отверстие, отсекаются при прохождении продувочного агента наружной поверхностью выступающей трубки и габаритами отверстий, меньшими размеров крупных частиц. Отрицательные качества аналога состоят в том, что невозможно его применение в долотах с промывкой забоя.

Известно другое буровое долото [2], также принятое за аналог. Во внутренней полости его хвостовика помещен эластичный отражатель в виде конуса, перекрывающий всю площадь этой полости с боковыми отверстиями-клапанами по бокам для дальнейшего прохода продувочного агента без крупных частиц в полость опоры. В конце конической воронки расположен пружинный клапан, открывающийся во время бурения давлением продувочного агента и закрывающийся при остановке компрессоров.

Положительным качеством этого аналога также является возможность задержки крупных частиц шлама и предотвращения их попадания в полость опоры. Недостатком является невозможность применения в долотах с промывкой забоя.

Известно другое буровое долото шарошечного типа [3], также принятое за аналог. Во внутренней полости хвостовика на уступе расположены верхняя гофрированная камера в виде трубки и раструба со стопорным разжимным кольцом и канавкой и подвижная нижняя камера на поверхности трубки верхней камеры с разрезными эластичными лепестками - отбойниками шлама, которая поднимается и перекрывает отверстия перфорированной камеры в случае, если давление в стояке падает или прекращается.

Известно другое буровое долото [4], принятое за прототип. Это алмазное долото с резцами PDC, установленными на поверхности выступающих над корпусом лопастей и боковых поверхностях корпуса для защиты от потери долотом диаметра во время бурения. В нишах между лопастями установлено несколько сменных твердосплавных промывочных насадок. Чем больше их количество в долоте, тем лучше омывается забой и поверхности корпуса и лопастей долота, тем меньше вероятность засаливания резцов, ведущая к снижению механической скорости бурения и проходки на долото.

Увеличение количества насадок с уменьшенным диаметром позволяет при постоянном расходе промывочной жидкости увеличить количество зон перекрытия и улучшить очистку забоя. Это положительное свойство прототипа.

Но уменьшение выходных диаметров промывочных насадок нередко приводит к полному и плотному засорению одной или более из них обрывками резиновых покрытий подпятников турбобуров, оболочки статора объемного двигателя, или крупными частицами шлама. При таком засорении промывка из одного или нескольких сопел прекращается, что ведет к ухудшению промывки забоя, засаливанию и прекращению работы части резцов и, в итоге, падает механическая скорость бурения и проходка на долото.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и эффективности работы алмазного долота.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом алмазном долоте, содержащем корпус, выступающие над ним лопасти, оснащенные породоразрушающими и защитными резцами PDC, промывочные твердосплавные насадки в гнездах на корпусе, центральную полость в ниппеле корпуса, систему каналов, подводящих промывочную жидкость к твердосплавным промывочным насадкам, в котором в центральную полость ниппеля установлено устройство для защиты твердосплавных промывочных насадок от засорения, выполненное в виде цилиндра или иного тела вращения, открытого с одного торца и закрытого с другого, с наружным кольцевым буртом со стороны открытого торца для установки и закрепления на ступеньке полости ниппеля, в стенке устройства выполнено множество отверстий круглой или иной формы для прохода промывочной жидкости, при этом площадь центрального отверстия в ниппеле (SНИП), площадь максимального поперечного сечения устройства (SУСТ), суммарная площадь отверстий в стенке устройства (SБОК) и суммарная площадь сопел промывочных насадок (SНАС) связаны неравенством (SНИП>SУСТ>SБОК>SНАС), диаметр отверстий в стенке устройства круглой формы d или наибольшая ширина таких отверстий иной формы b должны быть меньше минимального диаметра насадок в пределах d (или b)=(0,4÷0,7)dНАСmin; корпус устройства выполняется, например, из легированных чугунов или другого износостойкого материала с покрытием карбидами металлов; оси отверстий в стенке устройства наклонены под острым углом α в сторону его закрытого торца с целью уменьшения гидравлических потерь и размыва стенки центральной полости ниппеля струями промывочной жидкости.

Закрепление устройства на ступеньке полости ниппеля может производиться любым известным способом, например как показано в третьем аналоге, с помощью стопорной гайки (на нашей схеме не показано). Крепление должно обеспечивать возможность замены или повторного применения устройства в другом долоте.

Перечень и описание фигур чертежей

На фиг.1 представлен общий вид алмазного долота PDC со стальным корпусом.

На фиг.2 представлено продольное сечение фиг.1 с твердосплавными промывочными насадками и предлагаемым устройством для защиты твердосплавных промывочных насадок от засорения.

На фиг.3 представлен вариант предлагаемого устройства. На фиг.4 представлен другой вариант предлагаемого устройства. На фиг.1 позициями обозначены: 1 - корпус долота, 3 - промывочные твердосплавные насадки, 4 - присоединительная резьба, 5 - резцы PDC породоразрушающие, 6 - зубки PDC для защиты диаметра, 7 - пазы для ключа заворота долота.

На фиг.2 позициями обозначены: 1, 3-7 - те же детали, что и на фиг.2, 2 - внутренняя полость ниппеля долота, 8 - предлагаемое устройство, 9 - наружный кольцевой бурт, 10 - ступенька в полости ниппеля для установки устройства.

На фиг.3 и 4 позициями обозначены: 8-9 - те же детали, что и на фиг.1; 11 - отверстия в стенке устройства для выхода промывочной жидкости во внутреннюю полость 2 и к насадкам 3; 12 - толщина стенки устройства, выбираемая в зависимости от материала и давления на стояке скважины; острым углом α обозначено направление выхода струй из отверстий в стенке устройства, d - диаметр этих отверстий, b - ширина отверстий иной формы, кроме круглой, являющаяся основным размерным препятствием от проникновения засоряющих частиц.

Корпус фильтра может устанавливаться в долото на заводе-изготовителе или непосредственно перед спуском долота в скважину. При необходимости, во время принудительного подъема долота и осмотра, корпус фильтра может меняться на новый, например, с более мелкими отверстиями. После стопорного закрепления устройства, о варианте которого сказано выше, долото спускается на забой. Размеры и форма отверстий в фильтре позволяют надежно удерживать в значительном объеме внутренней полости устройства любые обрывки резиновых покрытий привода или крупные частицы шлама, не допуская их попадания в промывочные насадки, а значит избежать снижения показателей бурения долотом.

Источники информации

1. Патент США №6405811 от 18.06.2002 г. кл. E21B 10/24 (аналог).

2. Авторское свидетельство №1603877 от 27.05.2000 г. кл. E21B 10/24 (аналог).

3. Патент США №3401758 от 17.09.1968 г. кл. 175-318 (аналог).

4. Композит-каталог ОАО «Волгабурмаш» за 2012 г., стр.36 (прототип).

1. Буровое алмазное долото, содержащее корпус, выступающие над ним лопасти, оснащенные породоразрушающими и защитными резцами PDC, промывочные твердосплавные насадки в гнездах на корпусе, центральную полость в ниппеле корпуса, систему каналов, подводящих промывочную жидкость к твердосплавным промывочным насадкам, отличающееся тем, что в центральную полость ниппеля установлено устройство для защиты промывочных насадок от засорения, выполненное в виде цилиндра или иного тела вращения, открытого с одного торца и закрытого с другого, с наружным кольцевым буртом со стороны открытого торца для установки и закрепления на ступеньке полости ниппеля, в стенке устройства выполнено множество отверстий круглой или иной формы для прохода промывочной жидкости, при этом площадь центрального отверстия в ниппеле (SНИП), площадь максимального поперечного сечения устройства (SУСТ), суммарная площадь отверстий в стенке устройства (SБОК) и суммарная площадь сопел промывочных насадок (SНАС) связаны неравенством SНИП>SУСТ>SБОК>SНАС.

2. Буровое алмазное долото по п.1, отличающееся тем, что диаметр отверстий круглой формы (d) или наибольшая ширина отверстий иной формы (b) должны быть меньше минимального диаметра насадок в пределах d (или b)=(0,4÷0,7)dНАС min.

3. Буровое алмазное долото по п.1, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен из износостойкого материала или с износостойким покрытием карбидами металлов.

4. Буровое алмазное долото по п.1, отличающееся тем, что оси отверстий в стенке устройства наклонены под острым углом α в сторону его закрытого торца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам с алмазным вооружением для бурения скважин без отбора керна. Обеспечивает повышение эффективности работы долота благодаря улучшению режима промывки, предотвращающего прижог долота.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам, преимущественно с алмазным вооружением. Обеспечивает повышение эффективности работы долота благодаря оптимизации режима промывки.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам, преимущественно с алмазным вооружением. Обеспечивает повышение эффективности работы долота благодаря оптимизации режима промывки.

Группа изобретений относится к буровым долотам, буровым установкам и способам их использования. Обеспечивает достижение стабильности и уменьшение вибраций бурового долота.

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

Группа изобретений относится к буровым долотам и компоновкам низа бурильной колонны. Обеспечивает предотвращение вибраций и других отклонений бурового долота и/или компоновки низа бурильной колонны.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Промывочный узел содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную там посредством стержневого стопора, размещенного в кольцевой расточке гнезда.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту гидромониторного типа. Буровое долото содержит корпус с рабочими органами и размещенными между ними узлами промывки, включающими полый патрубок, зафиксированный относительно корпуса стопорным буртом.

Изобретение относится к буровым долотам и может использоваться при бурении скважин. Обеспечивает повышение надежности и долговечности бурового долота со сменными промывочными узлами.

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

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам PDC, и может использоваться при бурении скважин. Обеспечивает повышение надежности и показателей работы долот PDC. Долото PDC включает сварной корпус, состоящий из двух частей - верхней, с присоединительной резьбой, пазами для заворота ключом на бурильной колонне, с внутренней полостью, резьбой для сборки с нижней частью корпуса, также содержащей внутреннюю полость, защитный стакан с плоским дном на дне этой полости, каналы для установки износостойких промежуточных втулок и гидромониторных насадок для прохода промывочной жидкости, лопасти с боковыми и торцевыми резцами PDC. Между плоским торцом в полости нижней части корпуса и защитным стаканом, по поверхности их контакта, установлена сжимаемая плоская круглая эластичная прокладка с отверстиями, ответными положению износостойких промежуточных втулок, при этом концы этих втулок со стороны гидромониторных сменных насадок имеют установочную базу в виде кольцевого упора большего диаметра, чем диаметр отверстия под эти втулки, с кольцевыми пазами с верхней и нижней стороны кольцевого упора под установку ответных пазам герметизирующих уплотнительных колец круглого сечения. 5 ил.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором. Стопорное кольцо выполнено с выступами, расположенными на нижнем торце кольца и смещенными от наружной боковой его поверхности в сторону центра на величину не менее глубины кольцевой расточки гнезда. Фиксатор кольца соединен с одним из выступов с возможностью осевого перемещения, причем свободный конец фиксатора установлен с возможностью взаимодействия с другим выступом при сжатии стопорного кольца. Технический результат заключается в упрощении монтажа и демонтажа промывочного узла, улучшении его гидродинамики, сохранении надежности его работы, повышении эффективности работы долота в целом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором. Насадка выполнена со ступенчатой наружной поверхностью. Стопорное разрезное кольцо снабжено жестко соединенными с ним пластинами из материала с памятью формы, размещенными на нижнем торце стопорного кольца и выполненными в плане с дугообразными торцами, взаимодействующими с наружной поверхностью нижней ступени насадки при сжатии стопорного кольца. Технический результат заключается в упрощении монтажа и демонтажа промывочного узла, улучшении его гидродинамики, сохранении надежности его работы, повышении эффективности работы долота в целом. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором. Один из концевых участков стопорного разрезного кольца снабжен пластиной, жестко соединенной с кольцом и выполненной с глухим пазом на верхнем торце. Второй торцевой участок кольца снабжен щеколдой-стопором, соединенной с кольцом с возможностью поворота посредством оси, при этом свободный конец щеколды в рабочем положении размещен в пазу пластины для взаимодействия с ее боковой стенкой. Технический результат заключается в упрощении монтажа и демонтажа промывочного узла, улучшении его гидродинамики, сохранении надежности его работы, повышении эффективности работы долота в целом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота в целом. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенное в кольцевой расточке гнезда стопорное разрезное кольцо с фиксатором. Стопорное разрезное кольцо снабжено жестко соединенными с ним пластинами, размещенными на его нижнем торце и выполненными из материала с памятью формы, причем свободные торцы пластин выполнены с утолщенными участками, взаимодействующими между собой при сжатии стопорного кольца. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенный в кольцевой расточке гнезда стопор, и фиксирующий узел. Фиксирующий узел состоит из пластины, щеколды и защитного кожуха. Свободный конец щеколды в рабочем положении размещен в пазу пластины для взаимодействия с боковой стенкой пластины и закреплен относительно пластины посредством винта. Защитный кожух выполнен цилиндрическим трехступенчатым с внутренним каналом, ступень большего диаметра выполнена с возможностью упора к поверхности корпуса, ступень среднего диаметра имеет наружную резьбу, ответную внутренней резьбе в гнезде промывочного узла, и своим торцом поджимает пластину и щеколду к стопору и насадке, а ступень меньшего диаметра оканчивается возле торца насадки. На выходном торце защитного кожуха имеются глухие отверстия под ключ. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенный в кольцевой расточке гнезда стопор, а также фиксирующий узел. Фиксирующий узел состоит из пластины, щеколды и защитного кожуха. Свободный конец щеколды в рабочем положении размещен в пазу пластины для взаимодействия с боковой стенкой пластины и закреплен относительно пластины посредством винта. Защитный кожух выполнен цилиндрическим трехступенчатым с внутренним каналом, ступень большего диаметра выполнена с возможностью упора к поверхности корпуса, ступень среднего диаметра имеет наружную резьбу, ответную внутренней резьбе в гнезде промывочного узла, и своим торцом поджимает пластину и щеколду к стопору и насадке, а ступень меньшего диаметра оканчивается возле торца насадки. На выходном торце защитного кожуха имеются глухие отверстия под ключ и фаски. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенный в кольцевой расточке гнезда стопор, и фиксирующий узел. Фиксирующий узел состоит из пластины, щеколды и защитного кожуха. Свободный конец щеколды в рабочем положении размещен в пазу пластины для взаимодействия с боковой стенкой пластины и закреплен относительно пластины посредством винта. Защитный кожух выполнен цилиндрическим трехступенчатым с внутренним каналом, ступень большего диаметра выполнена с возможностью упора к поверхности корпуса, ступень среднего диаметра имеет наружную резьбу, ответную внутренней резьбе в гнезде промывочного узла, и своим торцом поджимает пластину и щеколду к стопору и насадке, а ступень меньшего диаметра оканчивается возле торца насадки. На выходном торце защитного кожуха имеются прорези под ключ. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенный в кольцевой расточке гнезда стопор, и фиксирующий узел. Отличием является то, что фиксирующий узел состоит из пластины, щеколды и защитного кожуха. Свободный конец щеколды в рабочем положении размещен в пазу пластины для взаимодействия с боковой стенкой пластины и закреплен относительно пластины посредством винта. Защитный кожух выполнен цилиндрическим трехступенчатым с внутренним каналом, ступень большего диаметра выполнена с возможностью упора к поверхности корпуса, ступень среднего диаметра имеет наружную резьбу, ответную внутренней резьбе в гнезде промывочного узла, и своим торцом поджимает пластину и щеколду к стопору и насадке, а ступень меньшего диаметра оканчивается возле торца насадки. Внутренний канал защитного кожуха выполнен с винтовой нарезкой. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, установленные в гнезде насадку с уплотнительным элементом и размещенный в кольцевой расточке гнезда стопор, и фиксирующий узел. Отличием является то, что фиксирующий узел состоит из пластины, щеколды и защитного кожуха. Свободный конец щеколды в рабочем положении размещен в пазу пластины для взаимодействия с боковой стенкой пластины и закреплен относительно пластины посредством винта. Защитный кожух выполнен цилиндрическим трехступенчатым с внутренним каналом, ступень большего диаметра выполнена с возможностью упора к поверхности корпуса, ступень среднего диаметра имеет наружную резьбу, ответную внутренней резьбе в гнезде промывочного узла, и своим торцом поджимает пластину и щеколду к стопору и насадке, а ступень меньшего диаметра оканчивается возле торца насадки. Внутренний канал защитного кожуха выполнен конусным с расширением к забою. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх