Pdc-буровой инструмент



Pdc-буровой инструмент
Pdc-буровой инструмент
Pdc-буровой инструмент
Pdc-буровой инструмент
Pdc-буровой инструмент
Pdc-буровой инструмент

 


Владельцы патента RU 2545201:

Синев Станислав Васильевич (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту режущего типа, применяемому в бурении скважин, а именно, к PDC-инструменту: бурголовкам или долотам. Технический результат заключается в увеличении показателей эффективности работы инструмента путем снятия напряженного состояния от бокового воздействия горного давления в большей части забоя скважины за счет переноса его под периферийные резцы. Инструмент включает корпус, вооруженный резцами PDC, при этом рабочая поверхность, на которой размещены резцы, выполнена в виде обратной конической поверхности с соотношением радиуса основания конуса к его высоте, равным 2/3. Резцы на внутренней обратной конической поверхности необязательно дублируются в полном объеме. Резцы, калибрующие стенку скважины, размещены ступенчато по ходу вращения инструмента. 6 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту режущего типа, применяемому в бурении скважин, а именно, к PDC-инструменту: бурголовкам и долотам.

Известен буровой инструмент, в частности, лопастное долото режущего типа, включающее корпус и лопасти с режущими кромками, армированными твердым сплавом, исполняющими функцию вооружения долота в разрушении горных пород [1] (аналог).

В известном лопастном долоте при его работе разрушение разбуриваемых горных пород осуществляется прямым резанием вооружением из недостаточно износостойкого материала.

Указанные недостатки устранены в долотах, где применено более износостойкое вооружение в виде резцов типа PDC (Polycrystalline Diamond Compact), причем рабочая поверхность инструмента, на которой размещено это вооружение, выполнена в форме тора [2].

В известном инструменте для бурения скважин [2], принятом за прототип, резцы, размещенные на поверхности инструмента в форме тора, начиная от области, близкой к плоскости, перпендикулярной оси долота, вплоть до периферии и калибрующих стенку скважины, вынуждены преодолевать напряженное состояние горных пород от бокового воздействия горного давления.

Целью изобретения является увеличение показателей эффективности работы инструмента путем снятия напряженного состояния от бокового воздействия горного давления в большей части забоя скважины за счет переноса его под периферийные резцы.

Указанная цель достигается тем, что в известном инструменте рабочая поверхность, на которой размещены резцы, выполнена в виде обратной конической поверхности, при этом у обратной конической поверхности соотношение радиуса основания конуса к его высоте равно 2/3. Резцы, на внутренней обратной конической поверхности, необязательно дублируются в полном объеме. Резцы, калибрующие стенку скважины, размещены ступенчато по ходу вращения инструмента.

На фиг. 1 изображен профиль скважины с конкретной формой забоя и размещенным в этом профиле долотом с вооружением в виде резцов PDC: 1 - корпус инструмента (долота); 2 - стенка скважины; 3 - резцы PDC; 4 - забой скважины.

На фиг. 2 представлен фронтальный вид заявленного PDC-инструмента: 1 - корпус инструмента (долота); 3 - резцы PDC; 5 - приливы на корпусе долота; 6 - твердосплавные вставки.

На фиг. 3 показан вид сверху заявленного PDC-инструмента: 1 - корпус инструмента (долота); 3 - резцы PDC; 5 - приливы на корпусе долота; 6 - твердосплавные вставки; 7 - гидромониторные насадки.

На фиг. 4 - вид сверху заявленного PDC-инструмента без дублирующих резцов PDC на внутренней обратной конической поверхности: 1 - корпус инструмента (долота); 3 - резцы PDC; 5 - приливы на корпусе долота; 6 - твердосплавные вставки; 7 - гидромониторные насадки.

На фиг. 5 - фотография натурной модели PDC-долота 152,4 МС, выполненного в соответствии заявленному изобретению (фронтальный вид).

На фиг. 6 - фотография того же PDC-долота 152,4 МС (вид сверху).

PDC резцы 3, размещенные на корпусе долота 1, при его работе отделяют забой 4 от стенки скважины 2 на фиг. 1, отсекая область напряженного состояния в основной части забоя скважины от воздействия горного давления и облегчая условия ее разрушения. Опережающие периферийные резцы 3 дублируются, поскольку находятся в наиболее тяжелых условиях.

Калибрующие вставки 6, вмонтированные в поверхность корпуса долота 1 на фиг. 2, предупреждают его износ в процессе бурения. Резцы 3, запрессованные в приливы 5 на корпусе долота 1 (фиг. 2), калибруют стенку скважины 2 на фиг. 1. Опережающие резцы 3, расположенные по кромке долота 1 на его периферии (фиг. 2), продвигают скважину (процесс бурения). Ступенчатое размещение резцов 3 на внешней стороне корпуса долота 1 на фиг. 2 способствует существенному облегчению калибровки стенки скважины 2 на фиг. 1.

Резцы 3, запрессованные в приливы 5, размещенные на обратной конической поверхности внутри корпуса долота 1 (фиг. 3), разрушают отделенный от стенки скважины 2 забой 4 на фиг. 1. Объемное пространственное ступенчатое размещение резцов 3 на внутренней поверхности корпуса долота 1 на фиг. 3, благодаря ее коническому исполнению в соотношении радиуса основания конуса к его высоте, равном 2/3, и последовательному положению их по ходу вращения долота или в противоход, способствует существенному облегчению условия разрушения горной породы на забое 4 - фиг. 1. Промывочная жидкость, подаваемая через гидромониторные насадки 7, охлаждает резцы 3 на фиг. 3 и фиг. 4 и очищает забой 2 на фиг. 1 от выбуренной породы.

Размещение резцов 3 на поверхности обратного конуса корпуса долота 1 без их дублирования на фиг. 4 достаточно для эффективного разрушения забоя.

Фотографии на фиг. 5 и фиг. 6 дают общее представление о натурном долоте 152,4 МС заявляемой пространственной конфигурации породоразрушающего инструмента.

Долота заявляемой пространственной конфигурации позволяют снизить требуемую для бурения нагрузку и увеличить скорость проходки.

Источники информации

1. Палий П.Л., Корнеев К.Е. Буровые долота, М., ″Недра″, 1971, 446 с.

2. Каталог нефтегазовых долот. ОАО «Волгабурмаш», 2012, 48 с.

PDC-буровой инструмент: бурголовка, долото, включающий корпус, вооруженный резцами PDC, отличающийся тем, что с целью увеличения показателей эффективности работы инструмента путем снятия напряженного состояния от бокового воздействия горного давления в большей части забоя скважины за счет переноса его под периферийные резцы рабочая поверхность, на которой размещены резцы, выполнена в виде обратной конической поверхности с соотношением радиуса основания конуса к его высоте, равным 2/3, причем резцы на внутренней обратной конической поверхности необязательно дублируются в полном объеме, а резцы, калибрующие стенку скважины, размещены ступенчато по ходу вращения инструмента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению поликристаллического алмазного режущего элемента методом порошковой металлургии. Может использоваться для изготовления долот для бурения подземных пород.

Группа изобретений относится к буровым инструментам и способам их твердосплавного упрочнения. Технический результат заключается в повышении сопротивления бурового инструмента к истиранию, эрозии.

Группа изобретений относится к резцам, скважинным инструментам, применяемым в подземном бурении, и способам формирования паза резца. Технический результат заключается в точной ориентации резцов в пазах скважинных инструментов.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению алмазной буровой коронки методом пропитки. Разовую графитовую пресс-форму изготавливают со сквозными отверстиями, формы и размеры которых соответствуют нижней проекции сечения секторов матрицы коронки, при укладке алмазов, загрузке, формовании и прессовании шихты матрицы под графитовую пресс-форму помещают основание, верхняя поверхность которого повторяет профиль поверхности нижней части секторов матрицы, при спекании в вакуумной печи основание удаляют, при этом под каждым сектором матрицы коронки располагают таблетки из пропитываемого металла или сплава так, чтобы пропитка происходила снизу вверх.

Группа изобретений относится к конструкциям для использования в бурении подземных пород, включающим по меньшей мере один режущий элемент, в частности, к буровым долотам и инструменту с режущими элементами.

Группа изобретений относится к области бурового инструмента и способам его изготовления. Технический результат обеспечивается геометрической компенсацией, используемой для улучшения точности, с которой элементы могут размещаться на буровых долотах, формируемых с использованием прессования частиц и спекания.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам и долотам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна и сплошным забоем.

Группа изобретений относится к буровым инструментам с пассивными и активными элементами и к способам формирования такого инструмента. Обеспечивает замедление износа калибрующих и пассивных областей.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам и долотам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна и сплошным забоем.

Изобретение относится к буровому инструменту с твердосплавным или синтетическим алмазным вооружением. Обеспечивает повышение эффективности работы бурового инструмента, надежную фиксацию зубков.

Изобретение относится к промывочному узлу породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Промывочный узел бурового долота содержит корпус с каналом и гнездом и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную посредством фиксатора.

Группа изобретений относится к устройствам формования литьем скважинного снаряда, калибровочным кольцам и способам изготовления калибровочного кольца для применения в устройстве.

Изобретение относится к породоразрушающему PDC-инструменту, применяемому в бурении скважин, а именно к бурголовкам, расширителям, стабилизаторам и долотам. Ступенчатый лопастной PDC-инструмент включает корпус с лопастями, вооруженными резцами PDC.

Группа изобретений относится к резцам, скважинным инструментам, применяемым в подземном бурении, и способам формирования паза резца. Технический результат заключается в точной ориентации резцов в пазах скважинных инструментов.

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано при изготовлении алмазных долот со стальным корпусом. Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности долота, в упрощении его ремонта.

Группа изобретений относится к вставкам для разрушающего инструмента, способам изготовления и использования таких вставок. Обеспечивает минимальную толщину сверхтвердого материала с достижением высокого ударного сопротивления.

Группа изобретений относится к гибридным буровым долотам. Обеспечивает улучшенные характеристики бурения.

Группа изобретений относится к режущим элементам для использования в бурении подземных пород, к буровым инструментам с такими режущими элементами и к способам изготовления таких режущих элементов.

Группа изобретений относится к устройствам и способам для фрезерования и бурения породы. Обеспечивает защиту поверхности резцов, эффективное и быстрое фрезерование, отсоединение фрезерных насадок от резцов.

Группа изобретений относится к буровым долотам и к способам оценки их состояния. Буровое долото включает корпус с по меньшей мере одной калибрующей накладкой; группу акселерометров, включающих радиальный и тангенциальный акселерометры для определения радиального и тангенциального ускорений долота; и модуль анализа данных, включающий процессор, запоминающее устройство и порт связи и выполненный с возможностью: осуществления выборки информации об ускорении от акселерометров за время анализа; внесения информации об ускорении в запоминающее устройство для получения временного хода ускорения; анализа временного хода ускорения для определения расстояния, пройденного по меньшей мере одной калибрующей накладкой; анализа временного хода ускорения для определения по меньшей мере одного периода резания накладки и по меньшей мере одного периода скольжения накладки; и оценки износа калибрующей накладки на основании анализа пройденного расстояния, по меньшей мере одного периода резания накладки и по меньшей мере одного периода скольжения накладки.

Группа изобретений относится к долотам режущескалывающего действия, корпуса которых изготовлены как из стального материала, так и из матричного материала, пассивная калибрующая часть которых наплавлена твердосплавным покрытием и усилена алмазными поликристаллическими резцами PDC. Лопастное долото по первому варианту включает корпус с присоединительной резьбой, центральным каналом и выходными отверстиями для промывочной жидкости, лопастями с пассивной калибрующей частью, поверхность которой защищена твердосплавным слоем и усилена алмазными резцами PDC, алмазные резцы PDC выполнены со скошенной задней кромкой, при этом величина заднего скоса составляет 20% от диаметра самого алмазного резца PDC под углом 25-60˚. Лопастное долото по второму варианту включает корпус с присоединительной резьбой, центральным каналом и выходными отверстиями для промывочной жидкости, лопастями с пассивной калибрующей частью, поверхность которой защищена твердосплавным слоем и усилена алмазными резцами PDC, алмазные резцы PDC выполнены сферической формы. Использование предлагаемой группы изобретений позволит повысить ударостойкость вооружения пассивной калибрующей части и тем самым увеличить сохранность диаметра долота, предотвращающего отклонения от заданного параметра диаметра буримой скважины. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх