ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2007 года по МПК E21B10/26 

Описание патента на изобретение RU2306401C1

Изобретение относится к области бурения скважин на различные виды полезных ископаемых, а именно к породоразрушающему инструменту.

Известен породоразрушающий инструмент, содержащий корпус с промывочным каналом и наклонной цапфой, на которой посредством подшипников смонтирована шарошка, и установленный над шарошкой эксцентричный стабилизатор (см. Зубарев А.В., Матвеев Г.И. и др. Одношарошечные долота, М.: Недра, 1971 г., с.12, рис.9).

К недостаткам данного породоразрушающего инструмента следует отнести быструю потерю диаметра из-за слабого вооружения калибрующей части шарошки.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является породоразрушающий инструмент, содержащий корпус с рабочим органом и присоединительной резьбой и шарошечный калибратор, размещенный на цапфе корпуса, расположенной между рабочим органом и присоединительной резьбой (см. авт. св. СССР №1819969, кл. Е21В 10/26, 1993 г.).

Данный породоразрушающий инструмент, благодаря использованию калибратора, имеет более высокую проходку. Однако такая конструкция инструмента также не лишена некоторых недостатков. Основным из них является недостаточная центровка породоразрушающего органа, что с одной стороны исключает бурение направленных скважин, а с другой стороны снижает технико-экономические показатели работы породоразрушающего инструмента.

В соответствии с изложенным технической задачей изобретения является улучшение технико-экономических показателей инструмента и обеспечение качественной центровки при бурении направленных скважин.

Поставленная техническая задача решается тем, что в породоразрушающем инструменте, содержащим корпус с рабочим органом и присоединительной резьбой и шарошечный калибратор, размещенный на цапфе корпуса между рабочим органом и присоединительной резьбой, согласно изобретению рабочий орган выполнен в виде двухшарошечного долота с параллельно смещенными осями, цапфа под калибратор выполнена наклонной к оси корпуса и имеет ступенчатую форму, при этом точка пересечения оси цапфы с осью корпуса совпадает с осью долота, причем ось цапфы расположена в плане перпендикулярно к линии, соединяющей точки контакта шарошек со стенками скважины.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:

- калибратор выполнен в виде нескольких шарошек, каждая из которых расположена на отдельной ступени цапфы;

- шарошки калибратора установлены с возможностью перемещения вдоль цапфы и подпружинены в осевом направлении, причем пружины установлены со стороны верхнего торца шарошек.

Выполнение рабочего органа в виде двухшарошечного долота с параллельно смещенными осями позволяет увеличить общую вооруженность и мощность опоры породоразрушающего инструмента. Предложенное выполнение цапфы калибратора и схема расположения ее относительно шарошек долота обеспечивает качественную центровку породоразрушающего инструмента и бурение скважин заданного направления. Ступенчатая форма цапфы и использование шарошек калибратора по числу ступеней позволяет упростить конструкцию инструмента, а использование пружин для шарошек калибратора повышает эффективность обработки стенок скважины и исключает вероятность заклинивания его шарошек при подъеме из скважины.

Изобретение поясняется чертежами, фиг.1 изображает общий вид породоразрушающего инструмента; фиг.2 - вид породоразрушающего инструмента по стрелке А на фиг.1.

Породоразрушающий инструмент включает корпус 7 с промывочным каналом 13, рабочим органом и присоединительной резьбой 12 и шарошечный калибратор, размещенный на цапфах 5 и 9 корпуса 7 между рабочим органом и присоединительной резьбой 12. Рабочий орган инструмента выполнен в виде двухшарошечного долота, шарошки 1 и 2 которых посредством замковых элементов 3 закреплены на цапфах 4 корпуса 7. Шарошки 1 и 2 расположены с параллельным смещением "С" их осей (см. фиг.2), что обеспечивает контакт шарошек 1 и 2 со стенками скважины только в одной точке Л1 и Л2, причем линия, соединяющая точки Л1 и Л2, расположена в плане перпендикулярно к оси цапфам 5 и 9 калибратора. Шарошки 6 и 8 калибратора в плане также установлены с параллельным смещением "К" относительно продольной оси корпуса 7 и контактируют со стенками скважины также только в одной точке Л3 и Л4, при этом линия, соединяющая эти точки Л3 и Л4, перпендикулярна линии Л12. Это обеспечивает надежную центровку породоразрушающего инструмента, а следовательно, и бурение направленных скважин. Цапфы 5 и 9 под калибратор выполнены наклонными к оси 14 корпуса 7 под острым одинаковым углом α и имеют ступенчатую форму, при этом точка пересечения оси цапф 5 и 9 с осью корпуса 7 совпадает с осью долота (см. фиг.2). Калибратор выполнен в виде нескольких шарошек 6 и 8 разного диаметра, каждая из которых расположена на отдельной ступени цапф 5 и 9, имеющих разные диаметры Д1 и Д2. Шарошки 6 и 8 калибратора установлены с возможностью перемещения вдоль цапф 5 и 9 и подпружинены в осевом направлении тарельчатыми пружинами 10, причем пружины 10 установлены со стороны верхнего торца шарошек 6 и 8. Корпус 7 породоразрушающего инструмента может быть выполнен составным и дополнительно включать втулку 11, которая жестко соединяет верхнюю ступень цапфы 9 с присоединительной резьбой 12. Такое выполнение инструмента позволяет упростить технологию его изготовления.

Монтаж породоразрушающего инструмента осуществляется следующим образом. После сборки рабочего органа инструмента проводят окончательную обработку цапф 5 и 9. Затем на цапфах 5 и 9 устанавливают шарошки 6 и 8 совместно с тарельчатыми пружинами 10, а цапфу 9 жестко соединяют через втулку 11 с резьбовым ниппелем 12, посредством которого инструмент соединяется с бурильным валом и спускается в скважину.

Принцип работы породоразрушающего инструмента заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента шарошки 1 и 2 разрушают породу, которая выносится на поверхность через зазоры между стенками скважины и наружной поверхностью корпуса 7 промывочной жидкостью, нагнетаемой через осевой канал 13 в корпусе 7. При этом благодаря установке шарошек 1, 2 долота и шарошек 6, 8 калибратора по предложенной схеме, когда породоразрушающий инструмент контактирует одновременно в 4-х точках со стенками скважины, обеспечивается надежная центровка инструмента в скважине и сохранение заданного направления бурения. Использование подпружиненных шарошек 6 и 8 калибратора гарантирует надежную калибровку стенок скважины в течение всего процесса бурения благодаря постоянному поджиму шарошек 6 и 8 к стенкам скважины. При подъеме инструмента из скважины в случае наличия зауженных участков шарошки 6 и 8 отжимаются вниз и обеспечивают свободный проход инструмента через зауженные участки. Одновременно с этим предложенная схема установки шарошек долота и калибратора создает постоянные каналы для выхода обогащенной шламом промывочной жидкости с забоя скважины, что улучшает очистку забоя от шлама. Все это повышает эффективность работы предложенного инструмента, особенно при бурении направленных скважин.

Похожие патенты RU2306401C1

название год авторы номер документа
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2009
  • Панин Николай Митрофанович
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Сорокин Владимир Федорович
RU2387787C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2005
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Панин Николай Митрофанович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
RU2284403C1
ШАРОШЕЧНЫЙ КАЛИБРАТОР 2006
  • Панин Николай Митрофанович
  • Ясашин Виталий Анатольевич
  • Сериков Дмитрий Юрьевич
RU2330152C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2009
  • Панин Николай Митрофанович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Барашков Вячеслав Андреевич
RU2389858C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2009
  • Панин Николай Митрофанович
  • Кремилев Виталий Игоревич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
RU2385405C1
БУРОВОЕ ДОЛОТО 2012
  • Богомолов Родион Михайлович
  • Ясашин Виталий Анатольевич
  • Сериков Дмитрий Юрьевич
  • Стадник Борис Николаевич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2482254C1
ОПОРА ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА (ВАРИАНТЫ) 2008
  • Панин Николай Митрофанович
  • Ясашин Виталий Анатольевич
  • Сериков Дмитрий Юрьевич
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
RU2374419C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2005
  • Панин Николай Митрофанович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
RU2291270C1
КАЛИБРАТОР 2014
  • Панин Николай Митрофанович
RU2567568C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2009
  • Панин Николай Митрофанович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Смирнов Игорь Вячеславович
RU2393324C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 306 401 C1

Реферат патента 2007 года ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Изобретение относится к области бурения скважин на различные виды полезных ископаемых, а именно к породоразрушающему инструменту. Обеспечивает точную центровку при бурении направленных скважин, повышает вооруженность инструмента и как следствие - улучшает все его технико-экономические показатели. Инструмент включает корпус с рабочим органом и присоединительной резьбой и шарошечный калибратор, размещенный на цапфе корпуса между рабочим органом и присоединительной резьбой. Рабочий орган выполнен в виде двухшарошечного долота с параллельно смещенными осями, цапфа под калибратор выполнена наклонной к оси корпуса и имеет ступенчатую форму. Точка пересечения оси цапфы с осью корпуса совпадает с осью долота, а ось цапфы расположена перпендикулярно к линии, соединяющей точки контакта шарошек со стенками скважины. Калибратор выполнен в виде нескольких шарошек, каждая из которых расположена на отдельной ступени цапфы и подпружинена в осевом направлении, причем пружина установлена со стороны верхнего торца шарошек. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 306 401 C1

Породоразрушающий инструмент, содержащий корпус с рабочим органом и присоединительной резьбой и шарошечный калибратор, размещенный на цапфе корпуса между рабочим органом и присоединительной резьбой, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен в виде двухшарошечного долота с параллельно смещенными осями, цапфа под калибратор выполнена наклонной к оси корпуса и имеет ступенчатую форму, при этом точка пересечения оси цапфы с осью корпуса совпадает с осью долота, ось цапфы расположена в плане перпендикулярно к линии, соединяющей точки контакта шарошек со стенками скважины, калибратор выполнен в виде нескольких шарошек, каждая из которых расположена на отдельной ступени цапфы, а шарошки калибратора установлены с возможностью перемещения вдоль цапфы и подпружинены в осевом направлении, причем пружины установлены со стороны верхнего торца шарошек.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2306401C1

Породоразрушающий инструмент для высокооборотного бурения 1989
  • Иоаннесян Ролен Арсеньевич
  • Крючков Петр Васильевич
SU1819969A1
Регулируемый калибратор 1985
  • Буринский Геннадий Георгиевич
  • Гусев Владимир Александрович
  • Ивановская Надежда Ивановна
  • Харив Дмитрий Юрьевич
  • Еремизин Иван Филиппович
  • Бодров Сергей Михайлович
SU1357533A1
Буровое долото 1989
  • Кунцяк Ярослав Васильевич
  • Дубленич Юрий Васильевич
  • Гаврилов Ярослав Сергеевич
  • Агошашвили Тариэл Георгиевич
  • Мессер Алексей Георгиевич
  • Першиков Игорь Александрович
SU1709058A1
ДОЛОТО ДЛЯ РЕАКТИВНО-ТУРБИННОГО БУРЕНИЯ 1994
  • Ясашин Виталий Анатольевич[Ru]
  • Макаров Николай Григорьевич[Ru]
  • Назаров Александр Михайлович[Ru]
  • Сериков Дмитрий Юрьевич[Ru]
  • Сидненко Николай Александрович[Ua]
  • Тесля Николай Ефимович[Ua]
RU2090733C1
БУРОВОЕ ДОЛОТО 1991
  • Ешимов Г.К.
RU2007538C1

RU 2 306 401 C1

Авторы

Смирнов Вячеслав Геннадьевич

Кремлев Виталий Игоревич

Смирнов Игорь Вячеславович

Панин Николай Митрофанович

Даты

2007-09-20Публикация

2006-05-06Подача