Буровое долото со съемной головной частью
Группа изобретений относится к компоновке бурового долота для инструментов ударного бурения с гидравлическим приводом. Компоновка бурового долота для инструментов ударного бурения с гидравлическим приводом содержит ударное долото, содержащее головную часть долота, съемно соединенную с аксиально проходящим хвостовиком, аксиально проходящие шлицы, выполненные на наружной цилиндрической стенке хвостовика, взаимодействующие с возможностью скольжения с ответными шлицами, выполненными внутри приводного зажимного патрона, которыми вращение от зажимного патрона может передаваться на хвостовик, по меньшей мере один промывочный канал, проходящий через хвостовик и головную часть долота между наружной цилиндрической стенкой хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота для обеспечения пути прохода промывочной среды между шлицевым участком хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота, и камеру, выполненную между торцевой поверхностью хвостовика долота и головной частью долота, причем первый участок канала и второй участок канала или каждый из первых и вторых участков канала сообщаются по текучей среде с камерой. Каждый из по меньшей мере одного промывочного канала содержит первый участок канала в хвостовике долота, проходящий через хвостовик от наружной цилиндрической стенки хвостовика долота до торцевой поверхности хвостовика долота, смежной с головной частью долота, и второй участок канала, проходящий через головную часть долота. Обеспечивается надлежащая смазка шлицов или средств зацепления с минимизацией риска кавитации для носовой части поршня и предотвращением ненужной замены хвостовика долота. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к компоновке бурового долота для инструментов ударного бурения с гидравлическим приводом. В частности, изобретение касается компоновки бурового долота для применения с погружными ударниками, в частности гидравлическими погружными ударниками.
Уровень техники
Ударные долота для инструментов ударного бурения с гидравлическим приводом, таких как с погружные ударники, обычно содержат головную часть долота, заполненную режущими пластинами на передней поверхности головной части. Головную часть долота выполняют с аксиально проходящим хвостовиком, имеющим диаметр меньше, чем у головной части долота. При вращении ударника вращательный привод в большинстве случаев передается на хвостовик с помощью шлицов, предусмотренных на наружной цилиндрической стенке на хвостовике, которые стыкуются со шлицами, предусмотренными внутри приводного хвостовика бурильного инструмента. Другие возможные приводные устройства содержат шестигранный или восьмигранный хвостовик, который стыкуется с соответственно выполненным зажимным патроном.
Во время цикла бурения ударный поршень сталкивается с задним концом хвостовика, вдавливая режущие пластины на головной части долота в горную породу, которая бурится. Сжатый воздух, известный как продувочный воздух, применяется для выдувания выбуренной породы из скважины, когда работает ударник. В поток продувочного воздуха на буровой установке может добавляться смазочное масло. Продувочный воздух обычно обеспечивают, применяя один из двух механизмов.
В центральных продувочных системах буровое долото имеет промывочный канал, проходящий через центр хвостовика и проходящий через торец долота, часто разветвляющийся на многочисленные каналы перед выходом через переднюю поверхность долота. Соответствующий центральный промывочный канал проходит по всей длине поршня, подавая продувочный воздух с буровой установки на торец долота.
В наружных продувочных системах продувочный воздух проходит вдоль шлицов (или другого приводного устройства) хвостовика долота, а не через центральный промывочный канал. В данном устройстве хвостовик долота является сплошным, и в головной части долота могут быть предусмотрены каналы для направления воздуха от шлицов на режущую поверхность долота.
Для обоих из описанных выше устройств хвостовик и головная часть долота в общем выполняются интегрально, например, станочной обработкой для получения бурового долота из одной заготовки, или ковкой. В обычных ударниках, когда головная часть долота или режущая поверхность изнашивается, хвостовик может часто иметь удовлетворительное состояние, но поскольку выполнен, как одно целое с режущей поверхностью, подлежит списанию. Преждевременный износ головной части /режущей поверхности может происходить, если бурение проводится в высокоабразивной горной породе или материале, который дает износ вставок в режущей головной части.
В некоторых центральных продувочных устройствах буровое долото может быть выполнено из двух отдельных частей, которые соединяются вместе резьбовым соединением, обеспечивающим замену головной части долота без обязательного списания хвостовика. Вместе с тем, имеются некоторые недостатки, связанные с центральными продувочными устройствами. Когда продувочный воздух, содержащий смазочное масло, прогоняется через канал бурового долота, может возникать кавитация вследствие присутствия масла. Данная проблема усугубляется, когда поршень сталкивается с буровым долотом, выбрасывая масло с высокой скоростью из кольцевой зоны, ограниченной стыкующимися носовой частью поршня и хвостовиком долота. Кавитационные повреждения часто наблюдаются на носовой части поршня и на заднем конце хвостовика долота. Другой недостаток центральных продувочных устройств состоит в том, что шлицы могут страдать от неадекватной смазки. Хотя некоторый продувочный воздух должен неизбежно иметь утечку в шлицевую часть долота, обеспечиваемая им смазка не всегда достаточна, в особенности, в вариантах применения, где давление продувочного воздуха является относительно низким. Неадекватная смазка шлицов увеличивает риск повреждения вследствие трения и возможных отказов в таких случаях.
Хотя центральные продувочные устройства могут быть приемлемыми для пневматических погружных ударников, где продувочный воздух обычно подается под давлением одинаковым (или близким) к давлению рабочей жидкости гидросистемы, степень смазки шлицов может быть недостаточной для гидравлических погружных ударников, которые обычно работают с высокими частотами и поэтому имеют более высокую потребность в смазке шлицов вследствие трения.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает компоновку бурового долота для инструментов ударного бурения с гидравлическим приводом, содержащую:
ударное долото, содержащее головную часть долота, съемно соединенную с аксиально проходящим хвостовиком;
аксиально проходящие шлицы, выполненные на наружной цилиндрической стенке хвостовика, зацепляющиеся с возможностью скольжения с ответными шлицами, выполненными внутри приводного зажимного патрона, с помощью которых вращение от зажимного патрона может передаваться на хвостовик;
по меньшей мере один промывочный канал, проходящий между наружной цилиндрической стенкой хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота, для обеспечения пути прохода промывочной среды между шлицевым участком хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота.
Настоящее изобретение также обеспечивает компоновку бурового долота для инструментов ударного бурения с гидравлическим приводом, содержащую:
ударное долото, содержащее головную часть долота, съемно соединенную с аксиально проходящим хвостовиком;
средство зацепления, выполненное на наружной стенке хвостовика, взаимодействующее с ответным средством зацепления, выполненным внутри приводного зажимного патрона, которыми вращение с зажимного патрона может передаваться на хвостовик;
по меньшей мере один промывочный канал, проходящий между наружной стенкой хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота, для обеспечения пути прохода промывочной текучей среды между наружной стенкой хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота.
Средство зацепления может содержать, например, восьмигранный или шестигранный хвостовик, и ответное средство зацепления может содержать выполненный соответствующим образом зажимной патрон. Например, хвостовик может иметь шестигранное сечение, и зажимной патрон может быть выполнен с двойным шестигранным внутренним профилем, чтобы хвостовик мог зацепляться с одним из шестигранных профилей зажимного патрона, обеспечивая проход промывочной среды через каналы, образованные между хвостовиком и вторым шестигранным профилем. Аналогичное устройство также возможно для других профилей, например, восьмигранных профилей.
Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что обеспечена надлежащая смазка шлица (или средства зацепления) с минимизацией риска кавитации для носовой части поршня и предотвращением ненужной замены хвостовика долота. Указанное может быть особенно предпочтительным в гидравлических погружных ударниках, которые работают с высокими частотами и поэтому имеют более высокую потребность в смазке шлицов вследствие трения. Проход всего несущего смазку продувочного воздуха через шлицы, а не только центральной части продувочного воздуха, означает, что можно достигнуть адекватной смазки шлицов при более низких давлениях продувочного воздуха.
В варианте осуществления каждый из по меньшей мере одного промывочного канала содержит:
первый участок канала в хвостовике долота, проходящий от наружной (цилиндрической) поверхности стенки хвостовика долота до торцевой поверхности хвостовика долота смежной с головной частью долота; и
второй участок канала, проходящий через головную часть долота.
В некоторых вариантах осуществления первый конец первого или каждого первого участка канала может пересекать наружную (цилиндрическую стенку) хвостовика долота.
В других вариантах осуществления первый конец первого или каждого первого участка канала может быть смежным с наружной (цилиндрической) стенкой хвостовика долота. Первый конец первого участка или каждого первого участка канала может пересекать направленный наружу уступ на хвостовике долота смежный с наружной (цилиндрической) стенкой. Головная часть долота может содержать аксиально проходящий защитный экран, который проходит за первым концом первого участка или каждого первого участка канала. Преимущество данного устройства состоит в том, что минимизированы утечки промывочной среды из компоновки во время применения. Между торцевой поверхностью хвостовика долота и головной частью долота может быть предусмотрена камера, при этом камера соединяет первый участок канала со вторым участком канала. Преимущество данного устройства состоит в том, что продувочный воздух выпускается из первых участков канала в камеру, откуда проходит через вторые участки канала к торцу долота, при этом исключается необходимость точного совмещения первых и вторых участков канала.
В одном варианте осуществления создана камера с помощью уступа на хвостовике долота, который зацепляется с наружным уступом на заднем конце головной части долота, при этом торцевая поверхность хвостовика долота отнесена от внутренней задней поверхности головной части долота, когда буровое долото собрано.
В другом варианте осуществления создана камера с помощью выемки по меньшей мере в одной из торцевой поверхности хвостовика долота и внутренней задней поверхности головной части долота, при этом первые и вторые участки канала сообщаются по текучей среде с выемкой.
Может быть создана выемка в виде кольцевой канавки по меньшей мере в одной из торцевой поверхности хвостовика долота и внутренней задней поверхности головной части долота. Преимущество данного устройства состоит в том, что путь прохода текучей среды между первыми участками канала и вторыми участками канала образуется вне зависимости от совмещения при вращении головной части долота и хвостовика долота.
В другом варианте осуществления выемка расположена по центру торцевой поверхности хвостовика долота и/или внутренней задней поверхности головной части долота.
Головная часть долота может иметь резьбовое соединение с хвостовиком. В одном варианте осуществления первый участок канала проходит между наружной (цилиндрической) стенкой хвостовика долота и резьбовым участком хвостовика долота так, что первый участок канала пересекает резьбу, предусмотренную снаружи хвостовика долота. Преимущество данного устройства состоит в том, что резьбовое соединение может смазываться промывочной текучей средой, что уменьшает износ от трения в резьбе вследствие микроскопического перемещения между головной частью долота и хвостовиком.
Изобретение также обеспечивает гидравлический погружной ударник, содержащий компоновку бурового долота, описанную выше.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано продольное сечение компоновки бурового долота первого варианта осуществления изобретения.
На фиг. 2 показано продольное сечение компоновки бурового долота второго варианта осуществления изобретения.
На фиг. 3 показано продольное сечение компоновки бурового долота третьего варианта осуществления изобретения.
На фиг. 4 показано продольное сечение гидравлического погружного ударника, имеющего в составе компоновку бурового долота фиг. 2.
На фиг. 5 показано продольное сечение компоновки бурового долота четвертого варианта осуществления изобретения.
На фиг. 6 показано продольное сечение компоновки бурового долота пятого варианта осуществления изобретения.
На фиг. 7 показано продольное сечение гидравлического погружного ударника, имеющего в составе компоновку бурового долота фиг. 6.
На фиг. 8 показано продольное сечение компоновки бурового долота шестого варианта осуществления изобретения.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Компоновка бурового долота первого варианта осуществления изобретения показана на фиг. 1. Компоновка 1 содержит ударное долото 2, имеющее головную часть 3, оснащенную вставками 20 из карбида вольфрама, соединенную резьбой с аксиально проходящим хвостовиком 4. Охватываемое резьбовое соединение 10 обеспечено на переднем конце хвостовика для зацепления с охватывающим резьбовым соединением 11 на головной части долота. Когда долото собирают, охватываемое соединение 10 свинчивают с охватывающим соединением 11 до упора уступа 18 на головной части долота 3 в наружный кольцевой уступ 19 на хвостовике 4 долота.
Аксиально проходящие шлицы 5 выполнены на наружной цилиндрической стенке 6 хвостовика. Когда компоновку долота собирают в инструмент ударного бурения, шлицы 5 зацепляются с возможностью скольжения с ответными шлицами, выполненными внутри приводного зажимного патрона, для передачи вращательного привода с зажимного патрона на хвостовик.
Промывочные каналы 7 проходят между наружной цилиндрической стенкой 6 хвостовика долота и режущей поверхностью 8 головной части долота для обеспечения пути прохода промывочной текучей среды между шлицевым участком 9 хвостовика долота и режущей поверхностью 8 головной части долота. Каждый из промывочных каналов 7 содержит первый участок 12 канала в хвостовике долота, проходящий от наружной цилиндрической стенки хвостовика долота до торцевой поверхности 13 хвостовика долота смежной с головной частью долота, и второй участок канала 14, проходящий через головную часть долота. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, первый участок 12 канала проходит между наружной цилиндрической стенкой хвостовика долота и резьбовым участком 10 хвостовика долота, пересекая наружную цилиндрическую стенку на первом конце и резьбовой участок 10 хвостовика долота на втором конце. Первый участок канала содержит первую часть 15, которая пересекает стенку 6, и вторую часть 16, которая проходит параллельно продольной оси хвостовика.
Как показано на фиг. 1, резьбовое соединение между головной частью долота и хвостовиком долота является таким, что когда уступы 18 и 19 упираются друг в друга, торцевая поверхность 13 хвостовика долота отнесена от внутренней задней поверхности 22 головной части долота так, что между ними обеспечена камера 17. Первые участки 12 канала и вторые участки 14 канала сообщаются по текучей среде с камерой 17.
В эксплуатации промывочная среда проходит вдоль шлицов 5 в первые участки 12 канала и выпускается в камеру 17, из которой проходит во вторые участки 14 канала, выходя через режущую поверхность долота для промывки и удаления из скважины выбуренной породы при работе инструмента ударного бурения.
Компоновка бурового долота второго варианта осуществления изобретения показана на фиг. 2. Компоновка бурового долота, по существу, является одинаковой с показанной на фиг. 1. Вместе с тем, первая часть 15 каждого первого участка 12 канала длиннее, чем в первом варианте осуществления, так что первые участки 12 канала не пересекают резьбовой участок хвостовика долота. Поскольку первые участки канала не пересекают резьбовой участок хвостовика, поддерживается полный контакт резьбы. Хвостовик может также быть усилен вследствие расположения промывочных отверстий ближе к центру в хвостовике.
Компоновка бурового долота третьего варианта осуществления изобретения показана на фиг. 3. Аналогично первому и второму вариантам осуществления, компоновка 1 содержит ударное долото 2, с головной частью 3, снабженную вставками 20 из карбида вольфрама, имеющую резьбовое соединение с аксиально проходящим хвостовиком 4. Аксиально проходящие шлицы 5 выполнены на наружной цилиндрической стенке 6 хвостовика. Охватываемое резьбовое соединение 10 обеспечено на переднем конце хвостовика для зацепления с охватывающим резьбовым соединением 11 на головной части долота. Когда долото собирают, охватываемое соединение 10 свинчивают с охватывающим соединением 11 до упора торцевой поверхности 13 хвостовика 4 долота в головную часть долота.
Промывочные каналы 7 проходят между наружной цилиндрической стенкой 6 хвостовика долота и режущей поверхностью 8 головной части долота для обеспечения пути для прохода промывочной текучей среды между шлицевым участком 9 хвостовика долота и режущей поверхностью 8 головной части долота. Каждый из промывочных каналов 7 содержит первый участок 12 канала в хвостовике долота, проходящий в угловом направлении от наружной цилиндрической стенки хвостовика долота до центрального участка торцевой поверхности 13 хвостовика долота смежной с головной частью долота, и второй участок 14 канала, проходящий в угловом направлении через головную часть долота.
Как показано на фиг. 3, в торцевой поверхности 13 хвостовика 4 долота обеспечена выемка 23. Соответствующая выемка 21 образована во внутренней задней поверхности 22 головной части долота. Выемка 23 и выемка 21 вместе образуют камеру 17 между торцевой поверхностью 13 хвостовика долота и головной частью долота. Первые участки 12 канала и вторые участки 14 канала сообщаются текучей средой с камерой 17.
В эксплуатации промывочная среда проходит вдоль шлицов 5 в первые участки 12 канала и выпускается в камеру 17, из которой проходит во вторые участки 14 канала, выходя через режущую поверхность долота для промывки и удаления из скважины выбуренной породы при работе инструмента ударного бурения.
Гидравлический погружной ударник варианта осуществления изобретения показан на фиг. 4. Погружной ударник 401 содержит наружный цилиндрический протектор 402 внешнего износа. Внутренний цилиндр 403 смонтирован коаксиально в протекторе 402 внешнего износа. Скользящий поршень 404 смонтирован для возвратно-поступательного перемещения во внутреннем цилиндре и протекторе внешнего износа, для соударения с ударной компоновкой 1 долота, расположенной на переднем конце протектора 402 внешнего износа для передачи ударной силы на буровое долото. Челночный клапан 407 управляет возвратно-поступательным перемещением поршня. Передняя камера поршня 408 постоянно соединена с линией высокого давления устройства. Челночный клапан соединяет заднюю приводную камеру 409 поршня поочередно с линией высокого давления и линией низкого давления устройства, обеспечивая возвратно-поступательное движение поршня.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, компоновка долота соответствует показанной на фиг. 2. Вращательные силы передаются с вращающегося протектора внешнего износа с помощью зажимного патрона 405. Пустотелый цилиндрический зажимной патрон 405 внутри обработан металлорежущим станком для создания множества аксиально проходящих внутренних шлицов 406 на своей стенке, которые зацепляются с шлицами 5 хвостовика 4 для передачи вращательного привода с зажимного патрона 405 на буровое долото.
В эксплуатации промывочная текучая среда подается через каналы 410 и между протектором 402 внешнего износа и внутренним цилиндром 403, через окна 411 и каналы 412 на шлицевой участок хвостовика 4, из которого проходит через первые участки 12 канала в хвостовике во вторые участки 14 канала в головной части долота с выпуском через режущую поверхность. Текучая среда может нести смазочное масло, которое может смазывать шлицевое соединение между хвостовиком 4 долота и зажимным патроном 405.
Компоновка бурового долота четвертого варианта осуществления изобретения показана на фиг 5. Аналогично предыдущим вариантам осуществления компоновка 1 содержит ударное долото 2, имеющее головную часть 3, снабженную вставками 20 из карбида вольфрама, имеющую резьбовое соединение с аксиально проходящим хвостовиком 4. Аксиально проходящие шлицы 5 выполнены на наружной цилиндрической стенке 6 хвостовика, и направленный наружу уступ 25 образован на переднем конце наружной цилиндрической стенки, смежно со шлицами. Охватываемое резьбовое соединение 10 обеспечено на переднем конце хвостовика для зацепления с охватывающим резьбовым соединением 11 на головной части долота. Когда долото собирают, охватываемое соединение 10 свинчивают с охватывающим соединением 11 до упора торцевой поверхности 13 хвостовика 4 долота в головную часть долота.
Промывочные каналы 7 проходят между наружной цилиндрической стенкой 6 хвостовика долота и режущей поверхностью 8 головной части долота для обеспечения пути прохода промывочной текучей среды между шлицевым участком 9 хвостовика долота и режущей поверхностью 8 головной части долота. Каждый из промывочных каналов 7 содержит первый участок 12 канала в хвостовике долота, и второй участок 14 канала, проходящий через головную часть долота. Первый участок 12 канала проходит в угловом направлении между наружной цилиндрической стенкой 6 хвостовика долота и торцевой поверхностью 13 хвостовика долота, пересекая уступ 25 в точке смежной с наружной цилиндрической поверхностью на первом конце и торцевой поверхностью 13 на втором конце.
Как показано на фиг. 5, в торцевой поверхности 13 хвостовика 4 долота обеспечена радиальная кольцевая канавка 24. Радиальная кольцевая канавка 24 является канавкой, которая образует кольцевую камеру 17 между торцевой поверхностью 13 хвостовика долота и головной частью долота. Вторые участки 14 канала скошены на каждом конце. Первые участки 12 канала и вторые участки 14 канала сообщаются по текучей среде с камерой 17. Кольцевая камера 17 обеспечивает путь прохода текучей среды между первыми и вторыми участками 12, 14 канала, вне зависимости от вращательного совмещения головной части долота и хвостовика долота.
В эксплуатации промывочная среда проходит вдоль шлицов 5 в первые участки 12 канала и выпускается в кольцевую камеру 17, из которой проходит во вторые участки 14 канала, выходя через режущую поверхность долота для промывки и удаления из скважины выбуренной породы при работе инструмента ударного бурения.
Компоновка бурового долота пятого варианта осуществления изобретения показана на фиг. 6. Компоновка бурового долота, по существу, является одинаковой с показанной на фиг. 5. Вместе с тем, в данном варианте осуществления головная часть долота 3 выполнена с аксиально проходящим защитным экраном 26, который проходит назад за резьбовой участок 11 головной части долота и первый конец каждого из первых участков канала. Защитный экран образует кольцевую камеру 27 в своих пределах. Смонтированный в гидравлическом погружном ударнике, показанный на фиг. 7 конец зажимного патрона 405 размещается в камере 27.
В эксплуатации промывочная среда проходит вдоль шлицов 5 в первые участки 12 канала. Отсюда промывочная среда выпускается в кольцевую камеру 17, из которой проходит во вторые участки 14 канала, выходя через режущую поверхность долота для промывки и удаления из скважины выбуренной породы при работе инструмента ударного бурения. Защитный экран 26 минимизирует утечку промывочной среды из ударника во время работы.
Гидравлический погружной ударник варианта осуществления изобретения показан на фиг. 7. Погружной ударник 401 является одинаковым с показанным на фиг. 4 и содержит наружный цилиндрический протектор 402 внешнего износа. Внутренний цилиндр 403 смонтирован коаксиально в протекторе 402 внешнего износа. Скользящий поршень 404 смонтирован для возвратно-поступательного перемещения во внутреннем цилиндре и протекторе внешнего износа для соударения с ударной компоновкой 1 долота, расположенной на переднем конце протектора 402 внешнего износа для передачи ударной силы на буровое долото. Челночный клапан 407 управляет возвратно-поступательным перемещением поршня. Передняя камера поршня 408 постоянно соединена с линией высокого давления устройства. Челночный клапан соединяет заднюю приводную камеру 409 поршня поочередно с линией высокого давления и линией низкого давления устройства, обеспечивая возвратно-поступательное движение поршня.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 7, компоновка долота является аналогичной показанной на фиг. 6. Вращательные силы передаются с вращающегося протектора внешнего износа с помощью зажимного патрона 405. Пустотелый цилиндрический зажимной патрон 405 проходит станочную обработку внутри для создания множества аксиально проходящих внутренних шлицов 406 на внутренней поверхности, которые зацепляются с шлицами 5 хвостовика 4 для передачи вращательного привода с зажимного патрона 405 на буровое долото. Аксиально проходящий защитный экран 26 на головной части долота 3 проходит поверх конца зажимного патрона 405.
В эксплуатации промывочная текучая среда подается через каналы 410 и между протектором 402 внешнего износа и внутренним цилиндром 403, через окна 411 и каналы 412 на снабженный шлицами участок хвостовика 4, от которого проходит через первые участки 12 канала в хвостовике во вторые участки 14 канала в головную часть долота с выпуском через режущую поверхность. Текучая среда может нести смазочное масло, которое может смазывать шлицевое соединение между хвостовиком 4 долота и зажимным патроном 405.
Компоновка бурового долота шестого варианта осуществления изобретения показана на фиг. 8. Аналогично предыдущим вариантам осуществления, компоновка 1 содержит ударное долото 2 с головной частью 3, снабженной вставками 20 из карбида вольфрама, имеющей резьбовое соединение с аксиально проходящим хвостовиком 4. Аксиально проходящий шлицы 5 выполнены на наружной цилиндрической стенке 6 хвостовика. Охватываемое резьбовое соединение 10 обеспечено на переднем конце хвостовика для зацепления с охватывающим резьбовым соединением 11 на головной части долота. Когда долото собирают, охватываемое соединение 10 свинчивают с охватывающим соединением 11 до упора торцевой поверхности 13 хвостовика 4 долота в головную часть долота.
Промывочные каналы 7 проходят между наружной цилиндрической стенкой 6 хвостовика долота и режущей поверхностью 8 головной части долота для обеспечения пути прохода промывочной текучей среды между шлицевым участком 9 хвостовика долота и режущей поверхностью 8 головной части долота. Каждый из промывочных каналов 7 содержит первый участок 12 канала в хвостовике долота, проходящий в угловом направлении от наружной цилиндрической стенки хвостовика долота до торцевой поверхности 13 хвостовика долота смежной с головной частью долота, и второй участок 14 канала, проходящий в угловом направлении через головную часть долота. В альтернативном варианте осуществления второй участок канала может быть перпендикулярным режущей поверхности 8 головной части долота. Промывочные канавки 28 на режущей поверхности 8 головной части долота обеспечивают промывку выбуренной породы снизу от режущей поверхности головной части долота.
Как показано на фиг. 8, в торцевой поверхности 13 хвостовика 4 долота обеспечена радиальная кольцевая канавка 24. Радиальная кольцевая канавка 24 является канавкой, которая образует кольцевую камеру 17 между торцевой поверхностью 13 хвостовика долота и головной частью долота. Вторые участки 14 канала скошены на своих внутренних концах. Первые участки 12 канала и вторые участки 14 канала сообщаются по текучей среде с камерой 17. Кольцевая камера 17 обеспечивает путь прохода текучей среды между первым и вторым участками 12, 14 канала, вне зависимости от вращательного совмещения головной части долота и хвостовика долота.
В эксплуатации промывочная среда проходит вдоль шлицов 5 в первые участки 12 канала и выпускается в камеру 17, из которой проходит во вторые участки 14 канала, выходя через режущую поверхность долота для промывки и удаления из скважины выбуренной породы при работе инструмента ударного бурения.
Слова «содержит /содержащий» и слова «имеющий /включающий в себя» при использовании в данном документе для настоящего изобретения применяют для указания присутствия заявленных элементов, целых чисел, этапов или компонентов, но не исключают присутствия или добавления одного или нескольких других элементов, целых чисел, этапов компонентов или их групп.
Понятно, что некоторые признаки изобретения, который для ясности описаны в контексте отдельных вариантов осуществления, могут также предусматриваться в комбинации в одном варианте осуществления. Напротив, различные признаки изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, могут также предусматриваться отдельно или в любой подходящей подкомбинации.
1. Компоновка бурового долота для инструментов ударного бурения с гидравлическим приводом, содержащая:
ударное долото, содержащее головную часть долота, съемно соединенную с аксиально проходящим хвостовиком;
аксиально проходящие шлицы, выполненные на наружной цилиндрической стенке хвостовика, взаимодействующие с возможностью скольжения с ответными шлицами, выполненными внутри приводного зажимного патрона, которыми вращение от зажимного патрона может передаваться на хвостовик;
по меньшей мере один промывочный канал, проходящий через хвостовик и головную часть долота между наружной цилиндрической стенкой хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота, для обеспечения пути прохода промывочной среды между шлицевым участком хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота, причем каждый из по меньшей мере одного промывочного канала содержит первый участок канала в хвостовике долота, проходящий через хвостовик от наружной цилиндрической стенки хвостовика долота до торцевой поверхности хвостовика долота, смежной с головной частью долота; и второй участок канала, проходящий через головную часть долота, и
камеру, выполненную между торцевой поверхностью хвостовика долота и головной частью долота, причем первый участок канала и второй участок канала или каждый из первых и вторых участков канала сообщаются по текучей среде с камерой.
2. Компоновка бурового долота для инструментов ударного бурения с гидравлическим приводом, содержащая:
ударное долото, содержащее головную часть долота, съемно соединенную с аксиально проходящим хвостовиком;
средство зацепления, выполненное на наружной стенке хвостовика, взаимодействующее с ответным средством зацепления, выполненным внутри приводного зажимного патрона, которым вращение от зажимного патрона может передаваться на хвостовик;
по меньшей мере один промывочный канал, проходящий через хвостовик и головную часть долота, между наружной стенкой хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота для обеспечения пути прохода промывочной среды между наружной стенкой хвостовика долота и режущей поверхностью головной части долота, причем каждый из по меньшей мере одного промывочного канала содержит первый участок канала в хвостовике долота, проходящий через хвостовик от наружной стенки хвостовика долота до торцевой поверхности хвостовика долота, смежной с головной частью долота; и второй участок канала, проходящий через головную часть долота, и
камеру, выполненную между торцевой поверхностью хвостовика долота и головной частью долота, причем первый участок канала и второй участок канала или каждый из первых и вторых участков канала сообщаются по текучей среде с камерой.
3. Компоновка бурового долота по п. 1 или 2, в которой первый конец первого участка или каждого первого участка канала пересекает наружную цилиндрическую стенку или наружную стенку хвостовика долота.
4. Компоновка бурового долота по п. 1 или 2, в которой первый конец первого участка или каждого первого участка канала расположен смежно с наружной цилиндрической стенкой или наружной стенкой хвостовика долота.
5. Компоновка бурового долота по п. 4, в которой первый конец первого участка или каждого первого участка канала пересекает направленный наружу уступ на хвостовике долота смежно с наружной цилиндрической стенкой или наружной стенкой.
6. Компоновка бурового долота по п. 5, в которой головная часть долота содержит аксиально проходящий защитный экран, который проходит за первым концом первого участка или каждого первого участка канала.
7. Компоновка бурового долота по п. 1 или 2, в которой камера создается с помощью уступа на хвостовике долота, который зацепляется с наружным уступом на заднем конце головной части долота так, что торцевая поверхность хвостовика долота отнесена от внутренней задней поверхности головной части долота, когда буровое долото собрано.
8. Компоновка бурового долота по п. 1 или 2, в которой камера создается с помощью выемки по меньшей мере в одной из торцевой поверхности хвостовика долота и внутренней задней поверхности головной части долота, при этом первые и вторые участки канала сообщаются по текучей среде с выемкой.
9. Компоновка бурового долота по п. 8, в которой выемка является кольцевой канавкой по меньшей мере в одной из торцевой поверхности хвостовика долота и внутренней задней поверхности головной части долота.
10. Компоновка бурового долота по п. 8, в которой выемка расположена по центру торцевой поверхности хвостовика долота и/или внутренней задней поверхности головной части долота.
11. Компоновка бурового долота по любому из предыдущих пунктов, в которой головная часть долота имеет резьбовое соединение с хвостовиком.
12. Компоновка бурового долота по п. 11, в которой первый участок канала проходит между наружной цилиндрической стенкой или наружной стенкой хвостовика долота и резьбовым участком хвостовика долота.
13. Гидравлический погружной ударник, содержащий компоновку бурового долота по любому из пп. 1-12.
