Вильчатое долото для вращательного бурения

Вильчатое долото для вращательного бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить скорость бурения вильчатыми долотами за счет улучшения выноса разрушенной породы. Вильчатое долото содержит хвостовик 1 и рабочую головку (РГ) 2 с перьями 3, армированными твердосплавными вставками 4. Внутренние грани 5 перьев 3 образуют рассечку (Р) 6. В хвостовике и РГ 2 выполнен центральный канал 7, выходящий в основание 8 Р 6. На наружной поверхности РГ 2 выполнены скосы 9, примыкающие к основанию 8 Р 6 и выходящие на боковую поверхность хвостовика 1. В Р 6 между перьями 3 установлено дополнительное выносное сопло (ДС) 10 в виде конусной воронки, меньшее отверстие которой обращено к торцу РГ 2, а большее - к основанию 8 Р 6. Внутренняя поверхность 11 ДС 10 и скосы 9 образуют боковые наклонные каналы 12, направленные от торца РГ 2. Площадь поперечного сечения меньшего отверстия ДС 10 и каждого из каналов 12 составляет соответственно от 0,2 до 0,3 и от 0,35 до 0,4 площади поперечного сечения центрального канала 7. Сумма площадей сечений меньшего отверстия ДС 10 и каналов 12 равна площади сечения центрального канала 7. В процессе бурения идущая на очистку скважины промывочная жидкость в ДС 10 разделяется на два потока, один из которых через меньшее отверстие ДС 10 поступает на забой скважины, а второй по каналам 12 выходит в затрубное пространство в направлении от забоя. Первый поток удаляет частицы разрушенной породы с забоя и перемещает их к каналам 12 долота, где эти частицы подхватываются вторым потоком и выносятся в затрубное пространство и далее к устью скважины. Поток, истекающий из каналов 12, облегчает подъем разрушенной породы с забоя за счет эжекционного эффекта, создающего зоны пониженного давления в восходящем от забоя шламовом потоке, и одновременно предупреждает зашлаковывание и прихват долота при бурении перемежающихся по крепости пород, особенно пластичных и мягких. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 10/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

А -4

И

Г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4628416/03 (22) 28.12.88 (46) 07.08.91. Бюл. Q 29 (71) Институт горного дела им. А.А,Скочинского и Кузнецкий машиностроительный завод (72) Н.С.Родионов, Н.ГЛетров, Ю.А.Медовый, А.И.Лацо и В.С.Пискунов (53) 622,24.051.74(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

% 329313, кл. Е 21 В 10/60, 1970.

Буровой инструмент. Каталог Новокузнецк. Минтяжмаш, Кузнецкий машзавод. 1985. с. 16. резец БИ741-25; (54) ВИЛЪЧАТОЕ ДОЛОТО ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЪНОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить скоро„„59„„1668622 А1 сть бурения долотами за счет улучшения выноса разрушенной породы, Вильчатое долото содержит хвостовик 1 и рабочую головку (РГ) 2 с перьями 3, армированными твердосплавными вставками 4. Внутренние грани 5 перьев 3 образуют рэссечку(Р) 6.

В хвостовике и РГ2 выполнен центральный канал 7, выходящий в основание 8 Р 6. На наружной поверхности РГ2 выполнены скосы 9, примыкающие к основанию 8 P 6 и выходящие на боковую поверхность хвостовика 1. В P 6 между перьями 3 установлено дополнительное выносное сопло (ДС) 10 в виде конусной воронки, меньшее отверстие которой обращено к торцу РГ 2, а.большее— к основанию 8 Р 6. Внутренняя поверхность

11 ДС 10 и скосы 9 образуют боковые наклонные каналы 12, направленные от торца

1668622

РГ 2. Площадь поперечного сечения меньшего отверстия ДС 10 и каждого из каналов

12 составляет соответственно 0,2 — 0,3 и

0,35-0,40 площади поперечного сечения центрального канала 7. Сумма площадей сечений меньшего отверстия ДС 10 и каналов

12 равна площади сечения центрального канала 7. В процессе бурения идущая на очистку скважины промывочная жидкость в ДС

10 разделяется на два потока, один из которых через меньшее отверстие ДС 10 поступает на забой скважины, а второй по каналам .12 выходит в эатрубное пространство в направлении от забоя. Первый поток

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в вильчатых долотах для вращательного бурения, Цель изобретения — повышение скорости бурения эа счет улучшения выноса раз рушенной породы, На фиг.1 представлено вильчатое долото, общий вид; на фиг,2 — то же, вид со стороны рабочего торца долота; на фиг.3— сечение А-А на фиг.2; на фиг,4 — схема истечения промывочной жидкости из каналов долота при бурении.

Бильчатое долото содержит хвостовик 1 и выполненную за одно целое с хвостовиком рабочую головку 2, которая заканчива-. ется перьями 3, армированными твердосплавными пластинами 4. Внутренние грани 5 перьев 3 образуют рассечку 6.

В хвостовике 1 и в рабочей головке 2 выполнен центральный канал 7, выходящий в основание 8 рассечки 6. На наружной поверхности рабочей головки 2 выполнены скосы 9, примыкающие к основанию 8 рассечки 6 и выходящие на боковую поверхность хвостовика 1. В рассечке 6 между перьями 3 установлено соосно с центральным каналом 7 дополнительное выносное сопло 10 в виде конусной воронки, меньшее отверстие которой обращено к торцу рабочей головки 2, а большее — к "основанию 8 рассечки 6. Внутренняя конусная поверхность 11 дополнительного сопла 10 и скосы

9 образуют боковые наклонные каналы 12, направленные от торца рабочей головки 2, Площадь поперечного сечения меньшего отверстия дополнительного сопла 10 и каждого из боковых наклонных каналов 12 составляет соответственно 0,2-0,3 и 0,35-0,40 площади поперечного сечения центральноудаляет частицы разрушенной породы с забоя и перемещает их к каналам 12 долота, где эти частицы подхватываются вторым потоком и выносятся в затрубное пространство и далее к устью скважины. Поток, истекающий из каналов 12, облегчает подьем разрушенной породы с забоя за счет эжекционного эффекта, создающего зоны пониженного давления в восходящем от забоя шламовом потоке, и одновременно предупреждает зашлаковывание и прихват долота при бурении перемещающихся по крепости пород, особенно пластичных и мягких. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

ro канала 7, а сумма площадей сечений меньшего отверстия дополнительно сопла

10 и боковых наклонных каналов 12 равна площади сечения центрального канала 7.

5 Долото работает следующим образом, В процессе бурения на долото передаются осевая нагрузка и крутящий момент, под действием которых твердосплавные пластины 4 перьев 3 разрушают породу. Для

10 удаления продуктов разрушения в скважину через центральный канал 7 долота подается и ромы вочная жидкость, Поступающая иэ центрального канала 7 в дополнительное сопло 10 промывочная жидкость раэделяет15 ся на два потока: один поток через меньшее отверстие дополнительного сопла 10 поступает непосредственно на забой, а второй вытекает симметрично из боковых наклонных каналов 12 в затрубное пространство

20 скважины и направлен от забоя последней.

Подводимый к забою поток промывочной жидкости захватывает отделившиеся от забоя частицы породы и перемещает их вдоль передних граней перьев 3 до уровня боко25 вых наклонных каналов 12, где эти частицы подхватываются истекающим из указанных каналов потоком жидкости и выносятся в затрубное пространство с последующей транспортировкой к устью скважины, При

30 этом струи промывочной жидкости, истекающие из боковых наклонных каналов 12 в направлении движения шламового потока, оказывают эжекционное влияние на восходящий от забоя шламовый поток, создавая

35 в нем дополнительную подъемную силу эа счет образования зон пониженного давления, что способствует более быстрому подъему частиц разрушенной породы с забоя.

Кроме того, наличие боковых наклонных ка40 налов 12 предотвращает эашламовывание и

1668622 прихват долота при бурении перемежающихся по крепости пород, особенно пластичных и мягких, Упорядоченное и взаимосвязанное действие всех трех потоков создает благоприятные условия для своевременной и быстрой очистки забоя скважины от разрушенной породы и транспортирования ее в затрубное пространство, что обеспечивает повышение скорости бурения.

Формула изобретения

1. Вильчэтое долото для вращательного .бурения, содержащее хвостовик, выполненную за одно целое с хвостовиком рабочую головку с перьями на конце, армированными твердосплэвными пластинами, рассечку, образованную внутренними гранями перьев. выполненный в хвостовике и рабочей головке центральный канал, выходящий в основание рассечки, и выполненные на наружной поверхности рабочей головки скосы, примыкающие к основанию рассечки и выходящие на боковую поверхность хвостовика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости бурения за счет улучшения выноса разрушенной породы, оно снабжено дополнительным выносным со5 плом в виде установленной в рассечке меж. ду перьями соосно с центральным каналом конусной воронки, меньшим отверстием обращенной к торцу рабочей головки, а большим — к основанию рассечки, при этом

10 внутренняя конуснэя поверхность дополнительного сопла и скосы на наружной поверхности рабочей головки образуют боковые наклонные каналы, направленные от торца рабочей головки.

15 2. Долото по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что площади поперечных сечений меньшего отверстия дополнительного сопла и каждого из боковых наклонных каналов составляет соответственно 0,2-0,3 и 0,35-0,40

20 площади поперечного сечения центрального «энэла, при этом сумма площадей сечений меньшего отверстия дополнительного сопла и боковых наклонных каналов равна площади сечения центрального канала.

1668622

Составитель 8.Якимов

Техред М.Моргентал Корректор M.Äåì÷èê

Редактор О.Хрипта

Производственно- издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2637 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5