Буровое долото

 

ОПИСАНИЕ ру

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнх

Соцнелнстичеекнх

Реслублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 050980 (21) 2979571/22-03 ($1) М. Кл.

Е 21 В 10/18 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет! осударствеиный комитет

СССР ио лелам изобретений и открытий (33) УДК 622. 24. . 051 (088. 8) Опубликовано 300682. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 3006.82 (72) Авторы изобретения

Ю.И. Басанов, К.И. Гринь и В. Н. Матн иенский

Специальное конструкторское бюро по долотам оКуйбышевбурмашо и Дрогобычский долотный завод (71) Заявители (54) БУРОВОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к долотостроению, а более конкретно — к буровым долотам.

Известны буровые долота с боковой промывкой, в которых отверстие на выходе струи промывочной жидкости круглого сечения (1).

Однако струя промывочной жидкости направлена на забой таким образом, что без учета веерности струи, касается стенки скнажины н месте ее встречи с забоем. Поэтому гидромоторный эффект используется на незначительном кольцевом участке забоя рядом со стенкой скважины.

Известны также буровые долота с боковой промывкой, отверстие на выходе струи промывочной жидкости которых имеет конусное сечение (2) .

Однако изменение направления струи и приближение ее к оси скважины ведет к тому, что значительная часть промывочной жидкости ударяет по шарошкам и ускоряет износ зубьев на фреэерованном вооружении или размывает тело шарошки и обнажает вставные зубки при твердосплавном вооружении. Уменьшение же диаметра промывочного отверстия ведет к уменьшению количества промывочной жидкости, подаваемой непосредственно на забой, несмотря на получа ющуюс я ув ел иче нв н ую ск орос ть ис тече ния жидко ст и из насадки, это связано с ограниченной возможностью создания давления промывочной жидкости в долоте (мощность насосов, качество и толщина стенок труб, прочность шлангов, потери на турбобуре и т.д.).

Цель изобретения — устранение указанных недостатков за счет лучшей очистки эа боя, Указанная цель достигается тем, что сечение отверстия на выходе струи промывочной жидкости (а re нта ) выполнено и виде частей окружностей с разными радиусами, соединенных каса— тельными с расстоянием между центрами окружности не более суммы их радиусов.

На фиг.1 изображено долото с боковой промывкой, общий вид; на фиг.2 — долото со стороны шарошек; на фиг.3 — вид A на фиг. 1 (выходное отверстие н насадке) .

Буровое долото имеет корпус 1 с присоединительной резьбой 2. От корпуса 1 отходят вниз лапы 3 с цапфами. На цапфе лапы 3 на подшип30 никах крепится шарошка 4. В корпусе

939714

1 имеется боковой промывочный канал 5, в котором гидромониторная на садка 6 с уплотнением 7 крепится стопорным кольцом 8. В выходном отверстии 9 радиус R больше радиуса

R (фиг.3), к ним проведены внешние

5 касательные 10 и 11. Выходное отверстие 9 в насадке 6 конгруэнтно зазору между шарошками 4.

Выходное отверстие такой формы позволяет поразить большой участок 10 по радиусу забоя при той же площади поперечного сечения выходящей струи, Из теории гидродинамики и течения струи жидкости в какой-либо среде известно, что, чем меньше площадь соприкосновения струи со средой, тем меньше потери энергии струи на преодоление сопротивления при течении. Значит для струи с одинаковой площадью поперечного сечения наименьшее сопротивление будет у струи круглого сечения, так как у нее малый периметр поперечного сечения. Самое наибольшее сопротивление у струи с прямоугольным сече- 25 нием (типа щели) . Из этого следует, что всякое отклонение от круглого сечения ведет к увеличению сопротивления на прохождение в среде, а значит и к увеличению потерь энергии струи. Овальное сечение струи ближе к круглому и имеет меньшие потери энергии, чем сечение с острыми краями (многоугольник) . Но круглое сечение струи в буровом долоте не полностью проходит через зазор между шарошками и до 80% потока жидкости теряется за счет попадания на шарошки.

Предлагаемая форма отверстия, отличаясь от круглого, имеет наи- 40 меньшие потери энергии при прохождении через среду, а значит и наиболее экономична.

С точки зрения потерь энергии ограничена протяженность удлиненной части поперечного сечения струи, чтобы определив на имен ьший радиус сечения отверстия величиной зазора (с расчетом веерности струи ) между шарошками по потребному сечению струи, вычислить необходимяй больший радиус. Если расстояние между центрами радиусов будет больше их суммы, то отверстие превращается в щель и потери энергии увеличиваются.

Расстояние между центрами радиусов меньше их суммы ведет к благоприятному фактору, так как приближает сечение струи к кругу. При укаэанной выае форме промывочного отверстия перераспределяются наиболее возможное количество промывочной жидкости, попадающее на ы рошки, в суженную часть сечения насадки, чтобы подать эту жидкость на забой, не расходуя ее на вредный размыв шарошек. Отверстие может быть выполнено в насадке или в корпусе долота.

Формула изобретения

Буровое долото, содержащее корпус с боковыми промывочными каналами, лапу с цапфой, шарошку, закрепленную на цапфе посредством подшипников, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы долота за счет лучшей очистки забоя, промывочное отверстие имеет сечение на выходе струи промывочной жидкости в виде частей окружностей разных радиусов, соединенных касательными, с расстоянием между центрами окружностей не более суммы их радиусов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 370332, кл. E 21 B 9/10, 1971.

2. Патент США Ф 2068327, кл. 175-340, опублик. 1937 (прототип) .