ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА Российский патент 2014 года по МПК E21B10/18 E21B10/60 E21B10/61 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту гидромониторного типа, а именно к их промывочным узлам.

Известен промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, выполненным с кольцевой расточкой, и установленную в гнезде насадку с уплотнительным элементом, закрепленную там посредством стопорного разрезного кольца, размещенного в кольцевой расточке гнезда (см. авт.св. СССР №1601310, кл. Е21В 10/18, 1990 г.)

Недостатком данного промывочного узла является сравнительно высокая сложность монтажа и демонтажа, т.к. для установки стопорного кольца необходимо деформировать уплотнительный элемент на величину бурта стопорного кольца. Другим недостатком известного устройства является его гидравлическое несовершенство, связанное с образованием свободной полости между торцом насадки и дном гнезда. При сильных перепадах давления в промывочной системе это может привести к размыву размещенного в этой полости уплотнительного кольца и разгерметизации промывочного узла за счет возникновения в этой зоне кавитационных явлений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является промывочный узел бурового долота, содержащий корпус с каналом и гнездом, в котором посредством резьбовой втулки закреплена насадка с уплотнительным элементом и жестко соединенным с ней узлом передачи крутящего момента (см. авт.св. СССР №1643696, кл. Е21В 10/18, 1991 г.)

К недостаткам данного промывочного узла следует отнести малую надежность из-за высокой вероятности образования кавитационных пузырьков при прохождении жидкости через лопастной диск и как следствие этого - нарушение целостности внутренней поверхности насадки с образованием на ней осповидных выемок и выход промывочного узла из строя, что снижает эффективность работы долота в целом. Другим его недостатком является неполное использование энергии промывочной жидкости для довинчивания резьбовой втулки, что также отрицательно влияет на надежность работы промывочного узла, а следовательно, и бурового долота.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности работы промывочного узла.

Поставленный технический результат достигается тем, что в промывочным узле бурового долота, содержащем корпус с каналом и гнездом, в котором посредством резьбовой втулки закреплена насадка с уплотнительным элементом и жестко соединенным с ней узлом передачи крутящего момента, согласно изобретению, узел создания крутящего момента образован наклонными промывочными пазами, выполненными на внутренней поверхности насадки, при этом направление пазов совпадает с направлением резьбы крепежной втулки.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- насадки и втулка выполнены с ответными выступами и впадинами на контактирующих поверхностях для передачи крутящего момента;

- в случае использования промывочного узла в шарошечном долоте с центральной промывочной системой число пазов соответствует числу шарошек, при этом пазы направлены в межшарошечное пространство;

- промывочные пазы выполнены коноидальной формы.

На фиг.1 изображен общий вид промывочного узла в продольном разрезе в рабочем в рабочем положении, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1

Промывочный узел содержит корпус 1 с каналом 2 для подачи очистного агента и гнездом 3, в котором посредством резьбовой втулки 4 закреплена насадка 5 с уплотнительным элементом 6 и жестко соединенным с ней узлом передачи крутящего момента. Этот узел выполнен в виде наклонных пазов 7 на внутренней поверхности насадки 5, при этом направление пазов 7 совпадает с направлением резьбы крепежной резьбовой втулки 4. Пазы 7 выполнены коноидальной формы, что обеспечивает истечение жидкости с минимальными потерями снижения энергии потока при движении в затопленной среде и увеличение длины ядра равных скоростей. А это способствует лучшему удалению шлама с забоя скважины и как следствие этого - повышению механической скорости бурения и проходки за счет исключения повторного измельчения шлама. Крутящий момент, создаваемый пазами 7, передается на втулку 4 через выступы 8 на ее внутренней поверхности, которые входят в ответные впадины 9 на наружной поверхности втулки 4. В случае использования промывочного узла в шарошечном долоте с центральной промывочной системой число пазов 7 должно соответствовать числу шарошек, при этом пазы 7 направлены в межшарошечное пространство.

Принцип работы промывочного узла заключается в следующем. При прокачке промывочной жидкости весь поток направляется на забой через наклонные пазы 7, благодаря чему на насадке 5 создается крутящий момент, который через выступы 8 передается на резьбовую втулку 4. При этом направление пазов 7 выбирается таким образом, чтобы они способствовали довинчиванию резьбовой втулки 4, предохраняя тем самым ее от развинчивания, а промывочный узел от выпадения на забой скважины. При этом выбранная форма пазов 7 обеспечивает максимальное использование энергии прокачиваемой жидкости на крепление резьбовой втулки 4 и на очистку забоя скважины от шлама.

Применение предложенного узла повышает его надежность и эффективность работы и как следствие этого - снижение стоимость буровых работ.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Обеспечивает повышение надежности и эффективности работы долота. Промывочный узел бурового шарошечного долота с центральной промывочной системой содержит корпус с каналом и гнездом, в котором посредством резьбовой втулки закреплена насадка с уплотнительным элементом и жестко соединенным с ней узлом передачи крутящего момента. Узел передачи крутящего момента образован наклонными пазами, выполненными на внутренней поверхности насадки, при этом направление пазов совпадает с направлением резьбы крепежной втулки, насадка и втулка выполнены с ответными выступами и впадинами на контактирующих поверхностях для передачи крутящего момента, а число пазов соответствует числу шарошек, при этом пазы направлены в межшарошечное пространство и выполнены коноидальной формы. 2 ил.

Промывочный узел бурового шарошечного долота с центральной промывочной системой, содержащий корпус с каналом и гнездом, в котором посредством резьбовой втулки закреплена насадка с уплотнительным элементом и жестко соединенным с ней узлом передачи крутящего момента, отличающийся тем, что узел передачи крутящего момента образован наклонными пазами, выполненными на внутренней поверхности насадки, при этом направление пазов совпадает с направлением резьбы крепежной втулки, насадка и втулка выполнены с ответными выступами и впадинами на контактирующих поверхностях для передачи крутящего момента, а число пазов соответствует числу шарошек, при этом пазы направлены в межшарошечное пространство и выполнены коноидальной формы.