Буровой инструмент

Изобретение может быть использовано в горном деле для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя, либо для расширения ранее пробуренной скважины. Технический результат заключается в снижении расхода масла при повышении количества воздуха, используемого для охлаждения опор шарошек. Буровой инструмент состоит из снабженного центральным воздухопроводящим каналом корпуса с прикрепленными к нему лапами с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка с подшипниками качения, резервуаров со смазкой, размещенных в лапах и имеющих смазкоподающие каналы, отводков, выходящих из центрального воздухопроводящего канала корпуса, выходные отверстия которых сообщены со смазкоподающими каналами, имеющими выход в полости подшипников и далее в затрубное пространство скважины через уплотнения между шарошками и цапфами. Шарошки имеют сквозное осевое отверстие, цапфы со стороны, противоположной лапе, установлены в отверстия корпуса с выходом их продолжений в центральный воздухопроводящий канал. Отводки расположены в цапфах, их входные отверстия на продолжениях цапф направлены встречно потоку воздуха центрального воздухопроводящего канала. Часть смазкоподающих каналов, расположенная в цапфах, выполнена в виде дросселя. К корпусу присоединены опережающие породоразрушающие элементы или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра и/или буровой штанги. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение может быть использовано в горном деле для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя либо для расширения ранее пробуренной скважины.

Известен буровой инструмент, представляющий собой шарошечное долото, содержащее лапы с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка на подшипниках качения, резервуары со смазкой, расположенные в лапах. Лапы имеют каналы для подвода масла в подшипниковые опоры долота, имеющие уплотнения между шарошками и цапфами (Техника, технология и опыт бурения скважин на карьерах / Под ред. В.А. Перетолчина. – М.: Недра, 1993. - С. 219-220).

Недостатком данной конструкции является отсутствие циркуляции теплоносителя, что ухудшает тепловой режим подшипниковой опоры и требует сложных уплотнений в конструкции опоры.

Известен буровой шарошечный инструмент, состоящий из корпуса долота с центральным воздухопроводящим каналом, к которому прикреплены лапы с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка на подшипниках качения, резервуара со смазкой, который располагается над долотом. Лапы имеют каналы для подвода воздушно-маслянной смеси в подшипниковые опоры долота, откуда она выходит в затрубное пространство скважины через уплотнения между шарошкой и цапфой. Имеется система автоматического регулирования подачи масла, содержащая регулировочный винт, пружину, клапан и дроссель (Техника, технология и опыт бурения скважин на карьерах / Под ред. В.А. Перетолчина. – М.: Недра, 1993. - С. 223-225).

Недостатком данной конструкции является ее сложность, из-за наличия регулировочных винтов, пружины, клапана.

Известно устройство для обеспечения смазки подшипников герметизированной опоры шарошки долота, содержащее лапы с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка на подшипниках, резервуар со смазкой, расположенный в лапах. Лапы имеют каналы для подвода и отвода масла в подшипниковые опоры долота, которые герметизированы. Имеется поршневой насос с клапаном, расположенные внутри осей для нагнетания масла замкнутой системы его циркуляции (а.с. СССР №926222, МПК Е21В 10/24, опубл. 07.05.1982).

Недостатком данной конструкции является ограниченный объем теплоносителя в виде масла, так как не используется продувочный воздух. Это приводит к увеличению тепловой нагруженности подшипниковых опор шарошек.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является буровой инструмент, представляющий собой шарошечное долото, состоящее из снабженного центральным воздухопроводящим каналом корпуса с прикрепленными к нему лапами с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка с подшипниками качения, резервуаров со смазкой, размещенных в лапах и имеющих смазкоподающие каналы, отводков, выходящих из центрального воздухопроводящего канала корпуса, выходные отверстия которых находятся в резервуаре со смазкой и сообщены со смазкоподающими каналами, имеющими выход в полости подшипников и далее в затрубное пространство скважины через уплотнения между шарошками и цапфами (а.с. СССР №1194991, МПК Е21В 10/22, опубл. 30.11.1985).

Недостатком данной конструкции является малая циркуляция теплоносителя в виде воздушно-масляной смеси либо повышенный расход масла при повышении циркуляции, вследствие того, что воздушный канал для подачи воздуха в полость подшипников является эжектором, сонаправленным с подачей масла.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение расхода масла при повышении количества воздуха, используемого для охлаждения опор шарошек.

Для достижения указанного технического результата буровой инструмент, состоящий из снабженного центральным воздухопроводящим каналом корпуса с прикрепленными к нему лапами с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка с подшипниками качения, резервуаров со смазкой, размещенных в лапах и имеющих смазкоподающие каналы, отводков, выходящих из центрального воздухопроводящего канала корпуса, выходные отверстия которых сообщены со смазкоподающими каналами, имеющими выход в полости подшипников и далее в затрубное пространство скважины через уплотнения между шарошками и цапфами, имеет следующие новые признаки.

Шарошки имеют сквозное осевое отверстие, цапфы со стороны, противоположной лапе, установлены в отверстия корпуса с выходом их продолжений в центральный воздухопроводящий канал, отводки расположены в цапфах, их входные отверстия на продолжениях цапф направлены встречно потоку воздуха центрального воздухопроводящего канала, часть смазкоподающих каналов, расположенная в цапфах, выполнена в виде дросселя, к корпусу присоединены опережающие породоразрушающие элементы или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра и/или буровой штанги.

Для устранения возможности попадания масла в отводки и снижения расхода масла в частном случае отводки изогнуты вниз перед их выходным отверстием.

Для обеспечения регулирования и подачи смазки в частном случае полости резервуаров со смазкой сообщены с затрубным пространством или центральным воздушным каналом корпуса с помощью канала с дросселирующим отверстием.

На фиг. 1 изображен буровой инструмент на виде сбоку; на фиг. 2 - местный осевой разрез бурового инструмента.

Буровой инструмент содержит корпус 1, к которому прикреплены лапы 2 с цапфами 3, на каждой из которых установлена шарошка 4 со сквозным осевым отверстием и подшипниками 5 качения. Между шарошками 4 и цапфами 3 имеются уплотнения, которые, например, могут являться щелевыми бесконтактными.

Корпус 1 снабжен центральным воздухопроводящим каналом 9. Цапфы 3 со стороны, противоположной лапе 2, установлены в отверстия корпуса 1 с выходом их продолжений в центральный воздухопроводящий канал 9.

В лапах 2 размещены резервуары со смазкой 6, которые имеют смазкоподающие каналы 7. Имеются отводки 8, расположенные в цапфах 3 и которые выходят из центрального воздухопроводящего канала 9 корпуса 1. Выходные отверстия отводок 8 сообщены со смазкоподающими каналами 7, а входные их отверстия, расположенные на продолжениях цапф 3, направлены встречно потоку воздуха центрального воздухопроводящего канала 9.

Смазкоподводящие каналы 7 имеют выход в полости подшипников 5 и далее в затрубное пространство скважины через уплотнения между шарошками 4 и цапфами 3. Часть смазкоподающих каналов 7, расположенная в цапфах 3, выполнена в виде дросселя и имеет величину диаметра, при которой через нее может проходить необходимое количество смазки.

К корпусу 1 присоединены опережающие породоразрушающие элементы или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра и/или буровой штанги, например в виде резьбовой муфты 10.

В частном случае отводки 8 изогнуты вниз перед их выходным отверстием, полости резервуаров со смазкой 6 сообщены с затрубным пространством или центральным воздушным каналом 9 корпуса 1 с помощью канала 11 с дросселирующим отверстием.

Работает буровой инструмент следующим образом.

На корпус 1 и лапы 2 передается осевое усилие и крутящий момент, в результате этого происходит вращение корпуса 1 и шарошек 4, с помощью которых разрушается забой скважины (на чертеже не показан).

Опережающие породоразружающие элементы (на чертеже не показаны) меньшего диаметра или присоединенный к резьбовой муфте 10 опережающий буровой инструмент (на чертеже не показан) производят бурение опережающего уступа скважины, освобождая место для расположения вершинной части шарошек 4, не имеющей породоразрушающего вооружения. Шарошки 4 производят разрушение уступа забоя скважины, усилия от каждой шарошки 4 передаются на подшипники 5 и на цапфы 3, в результате чего происходит их нагрев.

Из резервуара со смазкой 6 смазка под действием своего веса или в результате давления воздуха через канал 11 поступает по смазкоподводящим каналам 7 в их дросселирующую часть внутри цапф 3, нагревается и, разжижаясь, поступает до совмещения с отводками 8.

Воздух, поступая по центральному воздухоподводящему каналу 9, проникает в отводки 8, производит перенос масла в подшипники 5 и выходит из уплотнительных зазоров между шарошками 4 и цапфами 3, производя охлаждение подшипников 5.

Необходимое количество масла, используемого для подшипников 5, может быть обеспечено путем подбора диаметра дросселирующей части смазкоподводящих каналов 7 и, в частном случае, путем подбора диаметра дросселирующего отверстия канала 11.

Необходимое количество воздуха, используемого для охлаждения подшипников 5, может быть обеспечено путем подбора диаметра входных отверстий отводков 8 и величины зазоров в уплотнениях между шарошками 4 и цапфами 3.

В результате того что поток воздуха в полостях подшипников 5 создает давление, происходит снижение расхода масла при повышении количества воздуха, используемого для охлаждения опор шарошек 4.

1. Буровой инструмент, состоящий из снабженного центральным воздухопроводящим каналом корпуса с прикрепленными к нему лапами с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка с подшипниками качения, резервуаров со смазкой, размещенных в лапах и имеющих смазкоподающие каналы, отводков, выходящих из центрального воздухопроводящего канала корпуса, выходные отверстия которых сообщены со смазкоподающими каналами, имеющими выход в полости подшипников и далее в затрубное пространство скважины через уплотнения между шарошками и цапфами, отличающийся тем, что шарошки имеют сквозное осевое отверстие, цапфы со стороны, противоположной лапе, установлены в отверстия корпуса с выходом их продолжений в центральный воздухопроводящий канал, отводки расположены в цапфах, их входные отверстия на продолжениях цапф направлены встречно потоку воздуха центрального воздухопроводящего канала, часть смазкоподающих каналов, расположенная в цапфах, выполнена в виде дросселя, к корпусу присоединены опережающие породоразрушающие элементы или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра и/или буровой штанги.

2. Буровой инструмент по п. 1, отличающийся тем, что отводки изогнуты вниз перед их выходным отверстием.

3. Буровой инструмент по п. 1, отличающийся тем, что полости резервуаров со смазкой сообщены с затрубным пространством или центральным воздушным каналом корпуса с помощью канала с дросселирующим отверстием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области контроля динамического уровня жидкости для управления погружным электронасосом. .

Изобретение относится к устройству и способу автоматического обнаружения и разрушения газовых пробок в электрической погружной насосной установке без необходимости прекращения работы ЭПН.

Изобретение относится к области строительства скважин при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, а именно к измерительным устройствам для определения пространственного положения траектории ствола скважины и забойного двигателя.

Изобретение относится к буровой головке для расширения направляющего ствола с целью создания с применением метода горизонтально направленного бурения буровой скважины, имеющей стенку скважины, посредством отделения окружающей направляющий ствол породы в области простирающегося по существу под прямым углом к направляющему стволу забоя.

Изобретение относится к буроукладочному устройству для бестраншейной укладки трубопровода, имеющему буровую головку для отделения горной породы, причем буровая головка имеет присоединительный элемент для направляющей бурильной колонны, имеющему насос для всасывания и отгрузки отделенной буровой головкой буровой мелочи и присоединительный элемент за буровой головкой, в которой предусмотрен по меньшей мере один всасывающий элемент для приема и отгрузки отделенной горной породы, и имеющему соединительный участок, который имеет присоединительный элемент для трубопровода, и к способу бурения и укладки для бестраншейной укладки трубопровода, в котором вдоль заданной линии бурения изготавливают направляющий ствол скважины от начальной точки до целевой точки, причем направляющий ствол скважины образуется путем продвижения направляющей буровой головки с направляющей бурильной колонной, в котором после достижения целевой точки к концу направляющей бурильной колонны присоединяют буроукладочную головку, которую соединяют с трубопроводом и посредством которой буровую скважину расширяют и одновременно путем извлечения направляющей бурильной колонны из буровой скважины на одной стороне и/или путем введения трубопровода в буровую скважину укладывают трубопровод, причем отделенную буровой головкой буровую мелочь гидравлически захватывают за буровой головкой буроукладочного устройства и посредством насоса отгружают из буровой скважины.

Изобретение относится к области горного дела, бурения грунта или горных пород, в частности к методу горизонтально направленного бурения. Технический результат заключается в увеличении механической скорости расширения скважины, улучшении очистки рабочих поверхностей шарошек, повышении монтажеспособности и ремонтопригодности, а также в увеличении ресурса работы расширителя за счет периодической реставрации элементов шарошечного узла.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к расширителям шарошечного типа. Технический результат заключается в повышении проходки и скорости бурения за счет более качественной очистки забоя от разрушенной породы.

Изобретение относится к шарошечным буровым инструментам для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя либо для расширения ранее пробуренной скважины.

Изобретение относится к буровой технике для бурения и расширения скважин различного назначения в разных по крепости горных породах. Технический результат заключается в повышении надежности, технологичности и точности установки сменных шарошечных секций расширителя.

Изобретение относится к горному делу для бурения или расширения скважин. Технический результат заключается в повышении надежности устройства.

Изобретение может быть использовано в горном деле для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя. Технический результат заключается в увеличении прочности и долговечности съемных шарошек и их опор путем вынесения узла фиксации шарошек в наименее нагруженную зону.

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 горной и строительной промышленности, а именно к устройствам для бурения скважин большого диаметра. .

Изобретение относится к области бурения скважин и может использоваться в буровых шарошечных долотах. Технический результат заключается в обеспечении уменьшенной равнозначной удельной нагрузки на большой и малый упорные подшипники и равномерного их износа, а также в увеличении общего ресурса подшипниковой опоры.

Изобретение может быть использовано в горном деле для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя, либо для расширения ранее пробуренной скважины. Технический результат заключается в снижении расхода масла при повышении количества воздуха, используемого для охлаждения опор шарошек. Буровой инструмент состоит из снабженного центральным воздухопроводящим каналом корпуса с прикрепленными к нему лапами с цапфами, на каждой из которых установлена шарошка с подшипниками качения, резервуаров со смазкой, размещенных в лапах и имеющих смазкоподающие каналы, отводков, выходящих из центрального воздухопроводящего канала корпуса, выходные отверстия которых сообщены со смазкоподающими каналами, имеющими выход в полости подшипников и далее в затрубное пространство скважины через уплотнения между шарошками и цапфами. Шарошки имеют сквозное осевое отверстие, цапфы со стороны, противоположной лапе, установлены в отверстия корпуса с выходом их продолжений в центральный воздухопроводящий канал. Отводки расположены в цапфах, их входные отверстия на продолжениях цапф направлены встречно потоку воздуха центрального воздухопроводящего канала. Часть смазкоподающих каналов, расположенная в цапфах, выполнена в виде дросселя. К корпусу присоединены опережающие породоразрушающие элементы или он имеет устройство для присоединения опережающего бурового инструмента меньшего диаметра иили буровой штанги. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх