БУРОВОЕ ДОЛОТО Российский патент 1997 года по МПК E21B10/18 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым лопастным долотам и применяется при бурении скважин.

Известно буровое долото [1] содержащее корпус с лапами, прикрепленные к лапам шарошки, установленный по оси долота патрубка и расположенный внутри патрубка на его нижнем конце насадок, причем с наружной стороны нижнего конца патрубка, выполненного из эластичного материала с возможностью расположения нижнего конца над шарошками закреплена втулка.

Известное буровое долото не обеспечивает эффективного бурения из-за загрязнения забоя.

Изобретение решает задачу повышения эффективности и надежности работы долота.

Сущность изобретения заключается в том, что известное буровое долото, содержащее корпус, лопасти с породоразрушающими элементами, гибкий патрубок, установленный по оси долота, согласно изобретению снабжено отклонителем, выполненным в виде полусферы, причем отклонитель установлен жестко по оси долота на лопастях.

На фиг. 1 показано долото, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Долото состоит из корпуса 1, лопастей 2 с породоразрушающими элементами 3, гибкого патрубка 4, закрепленного верхним концом к корпусу 1 долота, по оси долота жестко установлен отклонитель 5, выполненный в виде полусферы. Причем нижний конец гибкого патрубка 4 свободно находится над отклонителем 5.

Долото работает следующим образом.

Поток промывочной жидкости, проходит через гибкий патрубок 4, заставляет его колебаться из-за флуктуации скорости течения жидкости в самом патрубке 4 (турбулентный режим течения). При этом нижний конец гибкого патрубка сместится из положения равновесия. При отклонении нижнего конца гибкого патрубка 4 от оси долота происходит изменение величины зазора между нижним торцом гибкого патрубка 4 и поверхностью полусферического отклонителя 5 по периметру выходного отверстия гибкого патрубка 4. Вследствие изменения величины этого зазора и соответственно гидравлических сопротивлений по примеру гибкого патрубка 4 произойдет перераспределение скорости движения и количества промывочной жидкости. Так как величина зазора наибольшая в точке, наиболее удаленной от оси долота, то и скорость движения и количество промывочной жидкости в направлении отклонения гибкого патрубка относительно долота будут наибольшими. Это приводит к неравномерному по периметру гибкого патрубка подсосу (эжектированию) промывочной жидкости из окружающего пространства по внешней стенке гибкого патрубка 4, причем скорость движения и количество подсасываемой промывочной жидкости будут максимальными около образующей стенки гибкого патрубка 4, наиболее удаленной от оси долота. Из-за разности скоростей подсоса промывочной жидкости вокруг гибкого патрубка 4 возникает перепад давления, действующий на внешнюю стенку гибкого патрубка 4. Вследствие этого, возникает дополнительная отклоняющая сила, направленная в сторону отклонения гибкого патрубка 4. В результате вращения долота нижний конец патрубка 4 будет больше отклоняться из-за влияния центробежной силы на него. Также будет происходить запаздывание вращения нижнего конца гибкого патрубка 4 относительно вращения долота из-за действия Кориолисовой силы инерции промывочной жидкости, движущейся по патрубку 4. Таким образом, струя жидкости будет последовательно направляться то на один сектор забоя, образованный между близлежащими лопастями 2, то на другой. Вследствие такого изменения потока промывочной жидкости на забой, улучшается очистка забоя от выбуренной породы. Также при постоянном изменении направления струи промывочной жидкости относительно секторов возникает знакопеременный перепад давления между секторами, который обуславливает постоянно изменяющиеся по скорости и направлению перетоки между секторами в подлопастном пространстве. Это явление ведет к улучшению условий очистки и охлаждения породоразрушающих элементов.

Таким образом, исключение груза с насадкой, установленных на нижнем конце гибкого патрубка, увеличивает надежность и стойкость патрубка (уменьшается величина инерционных сил, действующих на гибкий патрубок во время работы долота), что ведет к увеличению надежности работы лопастного долота. Установка отклонителя, выполненного в виде полусферы, по оси долота на лопастях обеспечивает увеличение отклонения нижнего конца гибкого патрубка, что ведет к эффективному использованию энергии струи промывочной жидкости и, следовательно, к эффективности работы долота.

Использование: относится к буровым лопастным долотам. Сущность изобретения: буровое долото, содержащее корпус, закрепленные на корпусе буровые элементы с породоразрушающими элементами и закрепленный верхним концом соосно к корпусу гибкий патрубок, снабжено отклонителем в виде полусферы, а буровые элементы выполнены в виде лопастей. Отклонитель жестко закреплен на лопастях соосно корпусу под нижним концом гибкого патрубка с возможностью образования зазора между нижним торцем гибкого патрубка и полусферической поверхностью отклонителя. 2 ил.

Буровое долото, содержащее корпус, закрепленные на корпусе буровые элементы с породоразрушающими элементами и закрепленный верхним концом соосно к корпусу гибкий патрубок, отличающееся тем, что оно снабжено отклонителем в виде полусферы, а буровые элементы выполнены в виде лопастей, причем отклонитель жестко закреплен на лопастях соосно корпусу под нижним концом гибкого патрубка с возможностью образования зазора между нижним торцом гибкого патрубка и полусферической поверхностью отклонителя.