ВСТАВНОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО Российский патент 2007 года по МПК E21B10/08 

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающим инструментам, и может быть использовано при бурении скважин.

Известно вставное шарошечное долото, состоящее из корпуса, бурильной головки и поршня, снабженное подвижно установленной на корпусе обечайкой, связанное посредством гибких тяг с поршнем и головкой, которая в свою очередь связана гибкими тягами с корпусом [1].

Недостатками такого долота являются сложность конструкции и ненадежность механизма приведения шарошек в рабочее положение, выполненного в виде гибких тяг.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является вставное шарошечное долото с несвязанными жестко лапами, смещенными в транспортном положении в осевом направлении с осью шарнира малой лапы, размещенной непосредственно в корпусе долота [2].

Однако это долото также конструктивно очень сложно и надежность его работы зависит от совокупной надежности работы многих конструктивных элементов.

Ожидаемый технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении значительного упрощения конструкции шарошечного долота и упрощения процесса перевода его из транспортного положения в рабочее и обратно.

Указанный технический результат достигается тем, что во вставном шарошечном долоте, состоящем из корпуса, лап с шарошками смещенных в транспортном положении в осевом направлении относительно друг друга, и пружин, хвостовики лап имеют плоскую форму и выполнены со сквозными продольными пазами различной длины, в которых по скользящей посадке размещены крепежные элементы на разных уровнях относительно торца долота в его рабочем положении для удержания лап в корпусе, а также тем, что в корпусе долота выполнены продольные пазы для размещения в них хвостовиков лап и тем, что в корпусе долота выполнены глухие отверстия для размещения пружин.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено вставное шарошечное долото в транспортном положении, а на фиг.2 - в рабочем положении.

Вставное шарошечное долото состоит из корпуса 1 с пазами 2, лапами 3 и 4 с плоскими хвостовиками 5, имеющими сквозные продольные пазы различной длины малый 6 и большой 7, в которых по скользящей посадке размещены крепежные элементы, в качестве которых использованы штифты 8, расположенные на различных уровнях относительно торца долота в его рабочем положении, и шарошек 9 и 10. В корпусе 1 выполнены два глухих отверстия 11, в которых вмонтированы пружины 12.

Долото имеет два положения - рабочее и транспортное. В транспортном положении лапа 4 с шарошкой 9 опущена вниз до упора верхнего торца большого паза 7 в штифт 8. Лапа 3 с шарошкой 10 также опущена до упора верхнего торца малого паза 6 в штифт 8. Такое положение лап 3 и 4 с шарошками 9 и 10 достигается за счет собственного их веса и действия силы сжатых пружин 12, размещенных в отверстиях 11 корпуса долота 1. При этом обе лапы с шарошками отклонены к центру долота и занимают габариты, позволяющие ему свободно проходить внутри обсадной колонны 13. В транспортном положении пружины 12 распрямлены и препятствуют смещению хвостовиков лап в пазах корпуса, предотвращая самопроизвольный привод долота в рабочее положение. В таком состоянии долото доходит до башмака 14 обсадной колонны (фиг.1), который должен находиться от забоя скважины на расстоянии, равном или несколько большем высоты долота в рабочем положении.

Выйдя из башмака 14 обсадной колонны 13 долото оказывается в скважине, диаметр которой равен, а в случае потери диаметра предыдущим долотом меньше диаметра нового долота в его рабочем положении. Когда шарошка 9 упрется в плоскость забоя скважины, а долото продолжает перемещаться вниз, центральная часть корпуса долота 15 начинает давить на плоскость 16 хвостовика 5 лапы 4 и отклонять ее от центра долота до упора в стенку скважины 17, а пружина 12 сжимается, входя в отверстие 11 корпуса 1. Находясь в таком положении, лапа 4 уже не мешает шарошке 10, которая при дальнейшем опускании долота также раздвигается его центральной частью 15 до номинального диаметра скважины одновременно сжимая вторую пружину 12.

Рабочее положение долота достигается в том случае, когда нижние торцы пазов 6 и 7 упрутся в штифты 8, а пружины 12 находиться в отверстиях 11 корпуса 1. При этом хвостовики лап упираются в торцы пазов 2 на корпусе долота 1, которые и передают осевую нагрузку на забой скважины. Вращение от корпуса долота, жестко соединенного с буровым снарядом 18, на шарошки передается пазами 2, в которых размещены плоские хвостовики 5 лап 3 и 4.

После окончания рейса корпус долота 1 с буровым снарядом 18 начинают медленно поднимать от забоя скважины. При этом под действием силы тяжести от собственного веса лапы 4 и шарошки 9 в совокупности с силой сжатой пружин 12 лапы 3 и 4 с шарошками 9 и 10 опускаются в крайнее нижнее положение, разворачиваются на штифтах 8 и принимают транспортное положение.

Таким образом, предлагаемое техническое решение вставного шарошечного долота имеет следующие преимущества по сравнению с известными:

1. Значительно упрощена конструкция долота за счет резкого сокращения количества его элементов, что заметно сократит трудовые и материальные затраты на его изготовление.

2. Увеличивается надежность привода долота в рабочее положение и обратно.

3. Появляется реальная возможность изготовления работоспособных шарошечных долот малого диаметра - 76-93 мм.

Источники информации

1. А.с. №390253, кл. Е 21 В 9/08, Е 21 В 11/00, 1973, БИ №30.

2. А.с. №120191, кл. Е 21 В 9/00, Е 21 В 11/00, 1959, БИ №11 - прототип.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающим инструментам, и может быть использовано при бурении скважин. Позволяет обеспечить значительное упрощение конструкции шарошечного долота и упрощение процесса перевода его из транспортного положения в рабочее и обратно. Долото состоит из корпуса, лап с шарошками, смещенными в транспортном положении в осевом направлении относительно друг друга, и пружин. Хвостовики лап имеют плоскую форму и выполнены со сквозными продольными пазами различной длины, в которых по скользящей посадке размещены крепежные элементы на разных уровнях относительно торца долота в его рабочем положении для удержания лап в корпусе. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вставное шарошечное долото, состоящее из корпуса, лап с шарошками, смещенных в транспортном положении в осевом направлении относительно друг друга, и пружин, отличающееся тем, что хвостовики лап имеют плоскую форму и выполнены со сквозными продольными пазами различной длины, в которых по скользящей посадке размещены крепежные элементы на разных уровнях относительно торца долота в его рабочем положении для удержания лап в корпусе.2. Вставное шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что в корпусе долота выполнены продольные пазы для размещения в них хвостовиков лап.3. Вставное шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что в корпусе долота выполнены глухие отверстия для размещения пружин.