Буровое долото

Авторы патента:

E21B10/25 - Буровые долота (для изменения направления буровой скважины E21B 7/08; буровые долота с клапанами E21B 27/00)

Владельцы патента RU 2658948:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам шарошечного типа. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота. Буровое долото содержит корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента установлены шарошки с кольцевой расточкой и размещенные в них уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец. Боковые поверхности жестких уплотнительных колец в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми и ответными вогнутыми поверхностями. 1 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам шарошечного типа.

Известно буровое долото, включающее корпус, установленные на цапфах корпуса посредством замкового подшипника шарошки и уплотнительные узлы, включающие жесткие уплотнительные и упругие поджимные кольца (см. патент США №3467448, кл. 308-82, 1969 г.).

Недостатком данного долота является низкая стойкость опоры.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента установлены шарошки, и уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец, расположенных с радиальным зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки, образованные из упругого поджимного кольца и жестких уплотнительных колец, расположенных с кольцевым зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки (см. авт. св. №1317090, кл. Е21В 10/24, 1987 г.).

К отрицательным сторонам прототипа следует отнести сравнительно малую эффективность его работы из-за сравнительно быстрого выхода из строя уплотнительных узлов.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы бурового долота.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, содержащим корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента установлены шарошки и уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец, расположенных с радиальным зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки, согласно изобретению боковые поверхности жестких уплотнительных колец в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми и ответными вогнутыми поверхностями.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид долота в продольном разрезе.

Буровое долото содержит корпус 3 с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента 4 смонтированы шарошки 1 и уплотнительные узлы. Каждый уплотнительный узел образован упругим поджимным кольцом 8 и пакетом жестких уплотнительных колец 6, расположенных с радиальным зазором 5 относительно стенок кольцевой расточки 9 шарошки 1. Количество уплотнительных колец 6 и их физико-механические свойства подбираются таким образом, чтобы максимально снизить воспринимаемый поджимным кольцом 8 крутящий момент, что необходимо для снижения износа как самого поджимного кольца 8, так и уплотнительных колец 6. Для достижения этой цели боковые поверхности 7 жестких уплотнительных колец 6 в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми 10 и ответными им вогнутыми поверхностями 11.

Принцип работы бурового долота заключается в следующем. В процессе работы долота упругое кольцо 8 сжимает жесткие уплотняющие кольца 6, контактирующие между собой боковыми поверхностями. Одновременно упругое кольцо 8 прижимает весь пакет колец 6 к шарошке 1. При этом вращающиеся кольца 6, проскальзывая одно относительно другого, постепенно снижают крутящий момент, передаваемый в направлении от оси долота к лапе 3. Этому в первую очередь способствует то, что боковые поверхности жестких уплотнительных колец 6 в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми и ответными им вогнутыми поверхностями 10 и 11, что увеличивает контактную поверхность между боковыми поверхностями колец уплотнительных узлов.

Исходя из этого, путем подбора необходимого количества колец 6 и соответствующей площади их боковых поверхностей, можно собрать пакет, при котором упругое кольцо 8 будет неподвижно относительно контактирующего с ним жесткого кольца 6. Неподвижность упругого кольца 8 увеличивает срок его службы и повышает надежность работы уплотнительного узла, а следовательно, и долота в целом.

Таким образом, применение предложенного бурового долота позволит повысить эффективность его работы и снизить стоимость буровых работ.

Буровое долото, содержащее корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового элемента установлены шарошки с кольцевой расточкой и размещенные в них уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец, отличающееся тем, что боковые поверхности жестких уплотнительных колец в плоскости, перпендикулярной оси цапфы, выполнены бочкообразной формы с выпуклыми и ответными вогнутыми поверхностями.

Группа изобретений относится к буровым долотам и способам их изготовления. Технический результат заключается в обеспечении упругодеформируемого уплотнения, устойчивого к воздействию температуры.

Режущие элементы с разной глубиной выщелачивания, расположенные в разных областях бурового инструмента, и соответствующие способы // 2658689

Группа изобретений относится к буровым инструментам и способу их формирования. Технический результат заключается в обеспечении режущих элементов бурового инструмента с близкими сроками службы.

Буровое долото с датчиком нагрузки на хвостовике // 2657895

Группа изобретений относится к буровым долотам, буровому устройству и способу оснащения бурового долота. Технический результат заключается в обеспечении непосредственного воздействия силы на датчик.

Электроимпульсный буровой наконечник // 2656653

Изобретение относится к техническим средствам для бурения скважин в крепких горных породах, мерзлых грунтах электроимпульсным способом высоковольтными разрядами, развивающимися внутри горных пород, и может быть использовано в горнодобывающей и строительной отраслях промышленности, а также при бурении нефтегазовых, гидрогеологических и гидротермальных скважин.

Колонковый набор // 2654087

Изобретение относится к области горноразведочных работ, а именно к средствам бурения скважин с отбором керна. Технический результат заключается в предохранении керна от разрушений потоком промывочной жидкости, снижении гидравлических сопротивлений и возможности подклинок, препятствующих продвижению керна в наружной трубе.

Алмазное буровое долото // 2653212

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, в частности к алмазным буровым долотам, предназначенным для бурения глубоких нефтегазовых скважин. Технический результат заключается в повышении ресурса работы долота.

Алмазное лопастное буровое долото // 2652775

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, в частности к буровым долотам, предназначенным для бурения глубоких нефтегазовых скважин. Технический результат заключается в повышении ресурса работы долота и повышении эффективности удаления шлама основным потоком промывочной жидкости.

Лопастное долото с цилиндрической режущей структурой // 2652727

Изобретение относится к долотам режуще-скалывающего действия для бурения толщи горных пород под нефть и газ или другого назначения. Технический результат заключается в увеличении срока службы резца при разрушении горной породы лопастным долотом.

Лопастное долото с износостойкой цилиндрической режущей структурой // 2652726

Изобретение относится к лопастным долотам режуще-скалывающего действия для бурения толщи горных пород под нефть и газ или другого назначения. Технический результат заключается в уменьшении сил резания на резцах долота, увеличении их износостойкости и скорости бурения.

Буровое алмазное долото для бурения зоны поглощения промывочной жидкости с одновременным расширением скважины // 2652051

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, применяемому для бурения нефтяных и газовых скважин. Технический результат заключается в расширении области применения буровых алмазных долот, а именно в использовании данного типа долота при бурении зон поглощения промывочной жидкости с одновременным расширением скважины под установку профильного перекрывателя, а также в улучшении сбалансированности долота за счет уравновешивания сил резания.

Буровое долото // 2658958

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам шарошечного типа. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота. Буровое долото содержит корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового подшипника установлены шарошки с кольцевой расточкой и уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец, расположенных с радиальным зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки. Каждый уплотнительный узел снабжен дополнительной кольцевой втулкой, выполненной из упругого материала и размещенной в кольцевом зазоре между наружной поверхностью пакета жестких уплотнительных колец и внутренней поверхностью кольцевой расточки шарошки. 1 ил.

Промывочный узел бурового долота (варианты) // 2658959

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно, гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла. 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 двухступенчатым с внутренним каналом, ступень большего диаметра имеет наружную резьбу, ответную внутренней резьбе в гнезде промывочного узла, и своим торцом в рабочем положении поджимает пластину и щеколду к стопорному разрезному кольцу и насадке. Ступень меньшего диаметра оканчивается возле торца насадки и своим торцом в рабочем положении поджимает насадку к корпусу промывочного узла посредством упругого элемента в виде уплотнительного кольца, жестко закрепленного в кольцевой проточке на том торце насадки, который взаимодействует с торцом ступени меньшего диаметра защитного кожуха. Защитный кожух на выходном торце, расположенном заподлицо с корпусом, имеет не менее четырех продольных сквозных отверстий на радиальном расстоянии, равном радиальному расстоянию до указанного винта. По меньшей мере в двух продольных сквозных отверстиях запрессованы цилиндрические вставки, выполненные двухступенчатыми. Ступень большего диаметра вставки выступает за пределы защитного кожуха и выполнена с плоской твердосплавной пластиной, а внутренний канал защитного кожуха выполнен с винтовой нарезкой. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Промывочный узел бурового долота (варианты) // 2658960

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, преимущественно, гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла. 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 двухступенчатым с внутренним каналом, ступень большего диаметра имеет наружную резьбу, ответную внутренней резьбе в гнезде промывочного узла, и своим торцом в рабочем положении поджимает пластину и щеколду к стопорному разрезному кольцу и насадке. Ступень меньшего диаметра оканчивается возле торца насадки и своим торцом в рабочем положении поджимает насадку к корпусу промывочного узла посредством упругого элемента в виде уплотнительного кольца, жестко закрепленного в кольцевой проточке на том торце насадки, который взаимодействует с торцом ступени меньшего диаметра защитного кожуха. Защитный кожух на выходном торце, расположенном заподлицо с корпусом, имеет не менее четырех продольных сквозных отверстий на радиальном расстоянии, равном радиальному расстоянию до указанного винта. По меньшей мере в двух продольных сквозных отверстиях запрессованы цилиндрические вставки, выполненные двухступенчатыми. Ступень большего диаметра вставки выступает за пределы защитного кожуха и выполнена с твердосплавной сферической наплавкой, а внутренний канал защитного кожуха выполнен с винтовой нарезкой. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Промывочный узел бурового долота (варианты) // 2658961

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту преимущественно гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла. 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 двухступенчатым с внутренним каналом, ступень большего диаметра имеет наружную резьбу, ответную внутренней резьбе в гнезде промывочного узла, и своим торцом в рабочем положении поджимает пластину и щеколду к стопорному разрезному кольцу и насадке. Ступень меньшего диаметра оканчивается возле торца насадки и своим торцом в рабочем положении поджимает насадку к корпусу промывочного узла посредством упругого элемента в виде уплотнительного кольца, жестко закрепленного в кольцевой проточке на том торце насадки, который взаимодействует с торцом ступени меньшего диаметра защитного кожуха. Защитный кожух на выходном торце, расположенном заподлицо с корпусом, имеет не менее четырех продольных сквозных отверстий на радиальном расстоянии, равном радиальному расстоянию до указанного винта. По меньшей мере в двух продольных сквозных отверстиях запрессованы твердосплавные цилиндрические вставки, длина каждой из которых больше толщины ступени большего диаметра защитного кожуха, а внутренний канал защитного кожуха выполнен с винтовой нарезкой. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Буровое долото // 2658965

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам шарошечного типа. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота. Буровое долото содержит корпус с наклонными цапфами, на которых посредством замкового подшипника установлены шарошки с кольцевой расточкой и размещенные в них уплотнительные узлы, каждый из которых образован упругим поджимным кольцом и пакетом жестких уплотнительных колец, расположенных с радиальным зазором относительно стенок кольцевой расточки шарошки. Боковые поверхности жестких уплотнительных колец армированы износостойким материалом с разным коэффициентом трения. Коэффициент трения жестких колец увеличивается в направлении от основания цапфы к оси долота. 1 ил.