Буровое гидромониторное шарошечное долото



Буровое гидромониторное шарошечное долото
Буровое гидромониторное шарошечное долото
Буровое гидромониторное шарошечное долото

 


Владельцы патента RU 2567561:

Сериков Дмитрий Юрьевич (RU)

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Предложенное долото включает лапы с наклонными цапфами, установленные на них посредством замкового подшипника шарошки с зубьями, размещенные между шарошками промывочные узлы с насадками. Особенностью долота является выполнение выходной части канала насадок, зафиксированных относительно корпуса от проворота, в форме конфузора с поперечным сечением в виде шестигранника. При этом шестигранники выполнены с углами двух размеров, причем одна из вершин углов меньшего размера ориентирована в направлении точки пересечения двух смежных осей шарошек, а две другие вершины углов меньшего размера - в сторону зоны контакта периферийных венцов набегающих и сбегающих шарошек со стенками скважины. Это позволяет значительно улучшить качество очистки забоя от шлама. 3 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости.

Известно буровое долото, включающее корпус, конусные шарошки с литыми или фрезерованными зубьями и боковые промывочные узлы со сменными насадками (см. Масленников И.К. «Буровой инструмент». М.: Недра, 1989 г., с. 141-142, рис. 2.1.63).

Недостатком этого долота является низкая эффективность работы из-за некачественной очистки забоя от шлама.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое гидромониторное шарошечное долото, включающее лапы с наклонными цапфами, установленные на них посредством замкового подшипника шарошки с литыми или фрезерованными зубьями и размещенные между шарошками промывочные узлы с насадками (см. авт. св. СССР №1691499, кл. Ε21В 10/18, 1991 г).

К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую энергоемкость процесса разрушения породы из-за повторного измельчения разрушенной породы и нерациональной схемы эвакуации шлама с забоя в затрубное пространство. Это объясняется тем, что шлам многократно подвергается повторному измельчению вооружением шарошек, что снижает, с одной стороны, механическую скорость бурения, а с другой - увеличивает износ и самих зубьев. В первую очередь это касается периферийных зубьев, что связано как с повторным измельчением разрушенного шлама, так и породы, осыпающейся со стенок скважины в процессе ее калибрования тыльными конусами шарошек. Все это негативно влияет на эффективность работы долота.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет уменьшения энергоемкости процесса разрушения породы и более качественной очистки забоя скважины от шлама путем оптимизации процесса его эвакуации в затрубное пространство.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом гидромониторном шарошечном долоте, включающем лапы с наклонными цапфами, установленные на них посредством замкового подшипника шарошки с литым, фрезерованным или твердосплавным вооружением и размещенные между шарошками промывочные узлы с насадками, согласно изобретению насадки зафиксированы относительно корпуса от проворота, выходные части их каналов в плане имеют форму шестигранника, причем шестигранники выполнены, по меньшей мере, с углами двух размеров, при этом одна из вершин угла меньшего размера каждой из насадок ориентирована в направлении точки пересечения осей двух смежных шарошек, а две другие из вершин углов меньших размеров - в сторону зоны контакта периферийных венцов набегающих и сбегающих шарошек со стенками скважины.

На фиг. 1 изображен общий вид долота; на фиг. 2 - вид на шарошки долота сверху при асимметричной схеме промывки; на фиг. 3 - вид долота со стороны шарошек при симметричной схеме промывки.

Буровое долото содержит корпус 1 цапфами 2, шарошки 3 с зубьями 4 и промывочные узлы с насадками 6, размещенные между шарошками 3 и жестко зафиксированные относительно корпуса 1 от проворота любым известным способом. В долотах с асимметричной схемой промывки один из проемов 5 между шарошками выполнен без насадки. В 3-шарошечных долотах выходная часть насадок 6 в плане выполнена в форме шестигранника, причем шестигранники выполнены, по меньшей мере, с углами двух размеров - β1 и β2. При этом одна из вершин углов меньшего размера у всех насадок 4 ориентирована в направлении точки пересечения осей двух смежных шарошек, а две другие вершины углов меньших размеров - в сторону зоны контакта периферийных венцов набегающих и сбегающих шарошек со стенками скважины. Такая ориентация поперечного сечения промывочного канала насадки 4 позволяет обеспечить наиболее качественную очистку всей площади забоя скважины благодаря возникновению дополнительного турбулентного потока, создаваемого клиновидными вершинами каждой граненой насадки 4. На приведенных чертежах представлены 3-шарошечные долота, у которых все насадки имеют шестигранную форму. Это обеспечивает точное сохранение заданной ориентации углов насадки 4 относительно корпуса 1 и шарошек 3 долота в случае необходимости замены насадки по каким-либо причинам, например для изменения режима промывки.

Долото работает следующим образом. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента зубья 3 шарошки 2 разрушают породу, которая удаляется с забоя скважины промывочной жидкостью, нагнетаемой через промывочные узлы. При этом благодаря выполнению выходной части насадок 5 с поперечным сечением в форме шестигранника, один из меньших углов которых ориентирован своей вершиной в сторону межшарошечного пространства и осей вращения шарошек, и использованию эффекта прилипания струи к боковым стенкам каналов обеспечивается создание перепада давления жидкости между центральной и периферийной зонами забоя скважины. Благодаря этому перепаду давления возникает эжекционный эффект, и обогащенная шламом промывочная жидкость из центральной зоны эффективно удаляется в затрубное пространство, обеспечивая работу вооружения шарошек по чистому забою. Это способствует увеличению как скорости бурения, так и проходки на долото путем исключения повторного измельчения шлама вооружением долота. Этому же способствует и очистка вооружения шарошек от налипшего шлама создаваемым гранеными насадками турбулентным потоком, что особенно часто наблюдается при бурении по вязким породам и приводит к резкому увеличению энергозатрат из-за увеличения необходимого крутящего момента и снижению всех технико-экономических показателей работы долота.

Использование турбулентного потока позволяет существенно увеличить способность к переносу бурового шлама. Придание выходной части насадок формы конфузора, а проходному отверстию - формы шестигранника с углами двух размеров - β1 и β2, при том что одна из трех вершин углов меньшего размера β2 ориентирована в направлении точки пересечения двух смежных осей шарошек, а две другие аналогичные вершины углов меньшего размера β2 направлены в зону контакта периферийных венцов набегающих и сбегающих шарошек со стенками скважины, позволяет сразу направлять основную часть потока промывочной жидкости, выходящей из насадки, к центру вращения долота через межшарошечное пространство, где она омывает вооружение сразу двух смежных шарошек, и на вооружение периферийных венцов шарошек. После этого обогащенная шламом промывочная жидкость удаляется в затрубное пространство.

Применение предложенного долота позволяет увеличить механическую скорость бурения и проходку на долото и, как следствие этого, снизить себестоимость метра бурения.

Буровое гидромониторное шарошечное долото, включающее лапы с наклонными цапфами, установленные на них посредством замкового подшипника шарошки с литым, фрезерованным или твердосплавным вооружением, и размещенные между шарошками промывочные узлы с насадками, отличающееся тем, что насадки зафиксированы относительно корпуса от проворота, выходные части их каналов в плане имеют форму шестигранника, причем шестигранники выполнены с углами двух размеров, при этом одна из вершин углов меньшего размера ориентирована в направлении точки пересечения двух смежных осей шарошек, а две другие аналогичные вершины углов меньшего размера - в сторону зоны контакта периферийных венцов набегающих и сбегающих шарошек со стенками скважины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам гидромониторного типа. Технический результат заключается в повышении механической скорости бурения и проходки на долото.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами, установленные на них многоконусные шарошки с литыми или фрезерованными зубьями, периферийные из которых расположены наклонно относительно продольной оси шарошки, и размещенные между шарошками напорные промывочные узлы.

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам для бурения горизонтальных и пологих наклонных скважин. Позволяет механически удалять крупный шлам и обломки горной породы и металла, отлагающихся на нижней стенке скважины из зоны работы долота, повышает износостойкость лап долота, создает дополнительную осевую нагрузку на долото.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами, параллельно смещенными в плане относительно оси долота, установленные на них с наклонно расположенными относительно их образующих конические шарошки с фрезерованными или литыми зубьями и промывочный узел.

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.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Буровое шарошечное долото включает корпус с центральным ступенчатым каналом, закрепленные на лапах шарошки и размещенный в центральном канале патрубок из эластичного материала, выходной конец которого оснащен размещенными на внутренней поверхности насадкой, а на наружной поверхности - втулкой. Пространство между лапами перекрыто перегородками, внутренняя поверхность которых образует совместно с внутренними гранями лап замкнутую кольцевую поверхность, контактирующую в рабочем положении с наружной поверхностью втулки гибкого патрубка. 2 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Буровое шарошечное долото включает корпус с центральным ступенчатым каналом, закрепленные на лапах шарошки и размещенный в центральном канале патрубок из эластичного материала, выходной конец которого оснащен размещенными на внутренней поверхности насадкой, а на наружной поверхности - втулкой. Пространство между лапами перекрыто перегородками, внутренняя поверхность которых образует совместно с внутренними гранями лап замкнутую кольцевую поверхность, контактирующую в рабочем положении с наружной поверхностью втулки гибкого патрубка, при этом контактирующие поверхности втулки и кольцевой поверхности выполнены с ответными выступами и впадинами, а патрубок закреплен в корпусе с возможностью поворота вокруг своей оси. 2 ил.

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин, преимущественно, с очисткой забоя скважин газообразным агентом. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота за счет предотвращения попадания шлама в ниппельную полость долота. Буровое долото включает лапы со смонтированными на них шарошками и очистную систему с напорными каналами и поворотными направляющими заслонками, направляющими очистной поток на шарошки. Долото снабжено пружинами растяжения, соединяющими лапы с заслонками для перекрытия напорных каналов очистной системы в случае прекращения подачи очистного агента. Каждая поворотная заслонка соединена с лапой посредством штифта со штоком, выполненным с возможностью осевого перемещения в лапе при помощи пружины растяжения, один конец которой соединен со штоком, а другой - посредством второго штифта с лапой. Напорные каналы в нижней части выполнены в виде диффузора, а заслонки имеют выступы ответной формы. 2 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к дисковым долотам. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Буровое дисковое долото содержит корпус с промывочным каналом и цапфой, на которой закреплен вращающийся диск с резцами, и узел их заточки, включающий поворотный центратор и подпружиненную обойму с абразивом, установленную с возможностью взаимодействия с резцами диска. Корпус долота выполнен с дополнительным промывочным каналом, один конец которого сообщен с основным промывочным каналом, а другой - направлен в зону контакта абразива с резцами диска. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым дисковым долотам. Технический результат заключается в повышении механической скорости бурения путем улучшения очистки забоя от шлама. Буровое дисковое долото содержит полый П-образный корпус, закрепленную в корпусе ось с распорным пальцем и установленные на оси армированные породоразрушающими вставками диски со ступицами, выполненными, как и распорный палец, с наклонными под одинаковым углом по отношению к оси долота боковыми поверхностями. Ось долота выполнена с продольным и радиальными каналами, а распорный палец - с продольным каналом, выходная часть которого сообщена с продольным каналом оси долота, а входная часть - посредством промывочного патрубка с полостью корпуса долота. Радиальные каналы оси долота выполнены в ее верхней части и направлены в сторону зазоров, образованных между обращенными одна к другой боковыми поверхностями распорного пальца и ступиц дисков. 1 ил.
Наверх