Буровое долото

Буровое долото

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к буровым долотам. Цель изобретения - повышение производительности долота. Она содержит конусообразный корпус 1 с промывочными каналами 2, рабочей поверхностью (РП) 3, армированной породоразрушающими элементами (ПЭ) 4. Образована РП 3 спиральным тороидным выступом 5. Длину конической винтовой линии, последовательно соединяющей вершины ПЭ 4, определяют по математической формуле. При работе долото ввинчивается в горную породу и подрезает ее, а т.к. шаг винтовой линии, по которой размещены ПЭ 4, постоянно нарастает, то происходит отрыв элементов породы. Тороидная форма РП 3 способствует очистке забоя от выбуренной породы. Снижение энергоемкости процесса разрушения, улучшение условий очистки забоя приводит к повышению производительности долота. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 21 В 10/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБ ЕТЕНИЯМ И ОТНГЦТИЯМ

ПРИ fNHT СССР (2i) 4391024/23-03 (22) 16. 12. 87 (46) 23.04,90. Бюл. № 15 (71) Грозненский нефтяной институт

:им. акад . M.Ä.Èèëëèoíùèêîâà

;(72) Н.А.Колесников, В.К,Бицута, А.В.Зубарев и А.Б.Медведев (53) 622.24.051.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1130687, кл. Е 21 В 10/46, 1982. .(54) БУРОВОЕ ДОЛОТО

;(57) Изобретение относится к буровым долотам. Цель изобретения — повышение производительности долота. Оно содержит конусообразный корпус 1 с промывочными каналами 2, рабочей поверхностью (РП) 3, армированной по„„Я0„„155909О А 1 родораэрушающими элементами (ПЭ) 4.

Образована РП 3 спиральным тороидным выступом 5. Длину конической винтовой линии, последовательно соединяющей вершины ПЭ 4, определяют по математической формуле. При работе долото ввинчивается в горную породу и подрезает ее, а так как шаг винтовой линии, по которой размещены ПЭ 4, постоянно нарастает, то происходит отрыв элементов породы. Тороидная форма

РП 3 способствует очистке забоя от выбуренной породы. Снижение энергоемкости процесса разрушения и улучшение условий очистки забоя приводят к повышению производительности долота, 3 ил, 1559090

Изобретение относится к породаразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам, предназначенным для работы н глубоких скважинах, Целью изобретения является повышение производительности долота.

На фиг. 1 изображено долото, общий вид с частичньм вырезом, на фиг.2— вид A на Фиг.1, на Ьиг.3 — коническая 10 винтовая линия, последовательно сое.диняющая вершины породоразрушающих элементов.

Буровое долото содержит конусообразный корпус 1 с промывочными вана- 15 лами 2, рабочей поверхностью 3, армированной породораэрушающими элементами 4. Рабочая поверхность 3 образонана спиральным тороидным выступом 5, а длина L конической винтовой линии

6, последовательно соединяющей вершины породоразрушающих элементов, определяется соотношением

Ъ- ф, п2ф (п2 ) г 4 1 + (с р-) и + >>

„2л 1 2 2

+ ()2

+ — — —.— — — — 1од/п2 ii +

1 + (cog ) и

+ (п2 ) + 1 + (с д) / - 30

2 2 х 1од!.) + с д"-) 1 где и числО ВиткОВ Винтовой линии т — радиус долота, h, — угол конусности долота. 35

Буровое долото работает следующим образом.

Получая вращение, долото начинает ввинчиваться в горную породу и под— резать ее, ИО так как шаг винтовой 40 линии 6, по которой размещены породоразрушающие элементы, постоянно изменяется, увеличиваясь, проискодит оТ рын элементов породы. Задачу очистки забоя от выбуренной породы решает тороидная @Орма выступа 5 рабочей поверхности 3 долота. Являясь частью шнека, долото представляет собой специФический конвейер, в котором роль желоба играют стенки скважины, а само долото с породоразрушающими элементами служит транспортирующим органом.

При этом разрушенная порода не опускается на забой, а, подхватываемая потоком промывочной жидкости, выноcHTcR в наддолотное пространство Ilo виткам корпуса, Таким образом, вторичному иэмельчению подвергается минимальное количество шлама, улучшаются условия очистки забоя, что ведет к улучшению условий работы породораэ. рушающих элементов, и, следовательно, увеличивается средняя механическая скорость проходки и проходка на долото.

При внедрении н горную породу порадоразрушающнх элементов,-размещенных на поверхности долота согласно предлагаемой схеме, наблюдается следующий механизм разрушения горных пород: и-й породоразрушающий элемент, взаимодействуя с горной породой, образует зону разрушения в виде борозды. Кроме видимой зоны разрушения (выкала породы) под ней образуется сеть микротрещин, в значительной мере снижающих сопротивление разрушению горной породы при последующих актах внедрения инструмента.

Следующий породоразрушающий элемент, положение которого характеризуется большим удалением от оси вращения долота и от вершины корпуса, внедряется в зону предразрушения, созданную п-м элементом, а увеличивающийся шаг винтовой линии обеспечивает такое положение породоразрушающего элемента, при котором он, воздействуя на верхнюю стенку борозды, создает в породе растягивающие напряжения. Вследствие чего происходит от рыв элемента породы на свободную поверхность, образованную предыдущими породоразрующими элементами. Разрушение отрывом.характерно для хрупких тел при наличии растягивающих напряжений.

Формула изобретения

Буровое долото, содержащее конусоббразный корпус с промывочными каналами, рабочей гаверхностью, армированной породоразрушающими элементами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения производительности долота, рабочая поверхность корпуса

I долота Образована спиральным тороид,ным выступом, а длина L конической .винтовой линии, последовательно сое диняющей вершины породоразрушающих элементов, определена соотношением

L — — — п2з г 1 п2"и 2

1 + (ctgм)2

+ - 10Я/II 2t +

+ (П211) + $ + (egg )2/ х»S/ 1 + (tg ) /l

1 (cog )а где

М

2 — — — х г

n — - число витков винтовой линии, r — радиус долота;

М. — угол конусности долота.

Фиг.3