Буровое шарошечное долото

Буровое шарошечное долото

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: буровая техника, а именно породоразрушающий инструмент с устройствами, обеспечивающими гарантированное удержание шлама в полости кожуха. Сущность: в буровом шарошечном долоте накопительная камера 10 выполнена в виде расточки. Диаметр камеры 10 превышает диаметр входного отверстия 9 конфузора 8 и выходного отверстия. Входная часть 8 расположена ниже выходной части 11. Камера 10 расположена между конфузором 8 и выходной частью 11. Выходная часть 11 выполнена цилиндрической. При работе интенсивно удаляется шлам. 3 ил.

(19) (Il) (51)5 Е21 В 10/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

7) !

О

Комитет Российской Федерации

l1o патентам и товарным знакам (21) 4951078/03 (22) 27.06.91 (46) 07,09.93. Бюл. М 33-36 (71) Специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Геотехника" (72) Буринский Г.Г„Палащенко Ю.А., Поланский Г.А., Ивановская Н.И. (73) Специальное конструкторское бюро по геологоразведочной технике "Геотехника" (54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО (57) Использование: буровая техника, а именно породоразрушающий инструмент с устройствами, обеспечивающими гарантированное удержание шлама в полости кожуха.

Сущность; в буровом шарошечном долоте накопительная камера 10 выполнена в виде расточки, Диаметр камеры 10 превышает диаметр входного отверстия 9 конфузора 8 и выходного отверстия. Входная часть 8 расположена ниже выходной части 11. Камера

10 расположена между конфузором 8 и выходной частью 11. Выходная часть 11 выполнена цилиндрической. При работе интенсивно удаляется шлам. 3 ил.

О

О

О ф

1чо

2000419

Изобретение относится к буровой технике и касается породоразрушающего инструмента, в частности буровых долот с устройствами, обеспечивающими гарантированное удержание шлама в полости кожуха.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее шарошку с вооружением, лапу с передней по ходу вращения и задней боковыми гранями и спинкой, шламосборную емкость, Недостатком известного долота является ограниченные возможности, связанные с очисткой от шлама и металлических частиц только опоры долота, Очистка же забоя и призабойной зоны от шлама и металлических частиц в известном долоте не осуществляется.

В процессе работы долота на забое скапливаются выпавшие зубки, крупный шлам из зоны забоя и эоны контакта спинки лапы со стенкой скважины, что в конечном счете снижает производительность долота.

Наиболее близким из известных является буровое шарошечное долото, содержащее лапу с цапфой, установленную на цапфе шарошку с вооружением и наклонный сквозной шламосборный канал, выполненный в лапе долота и включающий входную конфуздрную часть на набегающей по ходу вращения грани лапы, накопительную камеру и выходную цилиндрическую часть на противоположной грани.

Недостатком известного долота является невозможность использования эжекционного эффекта вытекающей из цилиндрического канала струи для выноса шлама с забоя, т.к, указанная струя направлена вниз к забою, Кроме того накопительная камера в иэвестном устройстве может быть закупорена металлошламом.

Цель изобретения - повышение производительности путем интенсификации выноса шлама с забоя и повышения разрушающей способности долота.

Укаэанная цель достигается тем, что в буровом шарашечном долоте, содержащем лапу с цапфой, установленную на цапфе шарошку с вооружением и наклонный сквозной шламосборный канал, выполненный в лапе долота и включающий входную конфузорную часть на набегающей по ходу вращения грани лапы, накопительную камеру и выходную цилиндрическую часть на противоположной грани. входное отверстие сквозного канала расположено ниже выходного, а диаметр накопительной камеры превышает диаметр выходного отверстия

1а

55 конфуэора и цходного отверстия цилиндрической части.

Выполнение выходного отверстия канала выше входного, т.е. смещение его в сторону ниппеля обеспечивает закручивание выходящего из него потока промывочной жидкости. Этот поток возникает в так называемой застойной зоне долота. исключает хаотическое блуждание шлама в области лапы и осуществляет его транспортировку за счет возникающего закручивания эжекционной струи. Выполнение накопительной емкости с габаритами. превышающими размеры смещенных отверстий, позволяет механически складировать металлическую мелочь и выносить шлам с забоя, Сравнение предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предложенное устройство от прототипа, 4TQ позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию изобретения "Существенные отличия".

На фиг.1 изображена секция предложенного шарашечного долота; на фиг.2— вид А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг,2, Буровое шарошечное долото содержит лапу 1 с цапфой 2. Лапа 1 связана с ниппелем 3. Шарошка 4 с вооружением 5 установлена на цапфе 2 и зафиксирована замком 6.

В лапе 1 выполнен сквозной шламосборный канал 7, который состоит иэ тре,: частей: входного конфузора 8 с входным отверстием 9, накопительной камеры 10, выходной цилиндрической части 11. Входное отверстие 9 конфузора расположено на набегающей по ходу вращения грани 12 лапы 1, а входное отверстие 13 — на противоположной сбегающей грани 14.

Сквозной шлемосборHый канал наклонен к горизонтальной плоскости под углом а, так что входное отверстие 9 направлено в сторону шарошки 4 и расположено ниже выходного отверстия 13, направленного в сторону ниппеля. Диаметр 0 накопительной камеры 10 превышает диаметр выходного отверстия 15 конфузора 8 и входного отверстия цилиндрической части 11, Буровое шарошечное долото работает следующим образом.

Долото, вращаясь на забое под нагрузкой, разрушает породу на частицы различной величины и твердости. более мелкие частицы выносятся наружу потоком IlpQMblвочной жидкости, а более твердые и крупные частицы во вэвеш»ином состоянии находятся в приэабойной э1н» Во врем

2000419 бурения происходит частичное выкрашивание металла (сварка, осколки козырьков лап и т.д.), а также выпадание и скалывание твердосплавных зубков.

Упомянутые частицы шлама и металла 5 во взвешенном состоянии находятся в призабойной зоне, оказывая отрицательное действие на работу вооружения шарошек и расклинивая в скважине.

Расположенный на минимальной высо- 10 те от забоя сквозной шламосборный канал стремится забрать вредные частицы металла и шлама через входное отверстие 9 конфуэора и транспортировать их через выходное отверстие 13. Расположение выходного от- 15 верстия 13 смещенным в сторону ниппеля

3 обеспечивает закручивание выходящего иэ него потока. Этот поток исключает хаотическое блуждание шлама в области лапы (застойная зона) и осуществляет его транспортиро- 20 вание эа счет возникающего эжекционного эффекта, усиливающегося вследствие закручивания эжекционной струи.

Накопительная камера 10 в металлосборном канале 7 снижает вероятность его 25 эакупоривания шламовой пробкой, При увеличении частоты вращения предложенного долота эжекционный эффект возрастает и вынос шлама с забоя улучшается, тогда как обычная практика бу- 30 рения свидетельствует о том, что чем выше частота вращения долота, тем хуже очистка забоя иэ-эа вторичного измельчения шлама шарошками долота, Кроме того, при турбинном бурении 35 данным долотом момент вращения на валу турбобура будет возрастать по мере увеличения частоты его вращения за счет дополнительного реактивного момента от выходящего металлосборного канала эжек- 40 ционного потока. Таким образом,металлошламосборный канал 7 буде выполнять две функции: механическое складирование металлической мелочи. присутствующей на забое, и интенсификация выноса шлама с забоя.

Кроме того предложенное оасположение канала направляет реактивный поток жидкости таким образом, что составляющая реакция стремится дополнительно прижать долото к забою, увеличивая разрушающую способность долота, Для надежного удержания крупных частиц металла в накопительной камере 10 она может быть снабжена магнитом. Крупные частицы удерживаются в накопительной камере до конца отработки долота, чему благоприятствует соответствующий выбор диаметра камеры.

Формула изобретения

Буровое шарошечное долото, содержащее лапу с цапфой. установленную на цапфе шарошку с вооружением и размещенный в лапе наклонный сквозной шламосборный канал в виде расположенной на набегающей по ходу вращения грани входной конфузорной части. накопительной камеры и выходной части. расположенной на противоположной грани, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения производительности долота путем интенсификации выноса шлама с забоя и повышения разрушающей способности долота, накопительная камера выполнена в виде расточки, диаметр которой превышает диаметры входного отверстия конфуэора и выходного отверстия выходной части шламосборного канала, причем входная часть шламосборного канала расположена ниже выходной части, а накопительная камера - между конфузором и выходной частью, выполненной цилиндрической.

2000419

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

Редактор С.Кулакова

Заказ 3070

Составитель Г.Буринский

Техред М,Моргентал Корректор С.Шекмар

Тираж Подписное

НПО " Поиск" Роспатента

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