БУРОВОЕ ДОЛОТО Российский патент 2014 года по МПК E21B10/60 

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам, преимущественно с алмазным вооружением.

Известно буровое долото, содержащее полый корпус с напорными каналами и центральной выемкой, соединенной посредством радиальных каналов и отводного отверстия соответственно с напорными каналами и затрубным пространством, и армированные породоразрушающими элементами лопасти (см. авт. св. СССР №791905, кл. Е21В 10/46, 1980 г.).

Недостатком этого долота является малая механическая скорость бурения, связанная с низкой эффективностью очистки забоя от шлама из-за образования на забое скважины застойных зон и повторного измельчения шлама породоразрушающими элементами.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и очистную систему, содержащую напорные и отводные каналы (см. авт. св. СССР №1134690, кл. Е21В 10/60, 1985 г).

К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую энергоемкость процесса разрушения породы и вероятность прижога долота, особенно при использовании в качестве вооружения природных или искусственных алмазов.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем снижения энергоемкости процесса разрушения породы и исключения вероятности прижога долота.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающем полый корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочную систему, содержащую напорные и отводные каналы, согласно изобретению оно снабжено гидравлическим дросселем, размещенным в полости корпуса и выполненным в виде цилиндра с пазами на наружной поверхности, частично совмещенными с напорными и отводными каналами, причем цилиндр жестко соединен с корпусом посредством биметаллических пластин.

Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что:

- полость корпуса выполнена ступенчатой формы, причем нижняя ступень имеет паз, при этом цилиндр выполнен ответной ступенчатой формы с выступом на торце, размещенным в пазу нижней ступени полости корпуса;

- ширина выступа цилиндра по окружности меньше ширины паза нижней полости корпуса.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображает общий вид долота в продольном разрезе, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Предложенное буровое долото содержит полый корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и лопастями 3, армированными породоразрушающими элементами 4, и очистную систему, содержащую напорные 5 и сдвоенные отводные каналы соответственно 6 и 8, соединенные между собой посредством камеры 7, расположенной непосредственно над выходным торцом сопла 9. В качестве породоразрушающих элементов 4 могут использоваться природные или искусственные алмазы. Долото снабжено гидравлическим дросселем 10, размещенным в полости корпуса 1 и выполненным в виде цилиндра с пазами 11 на наружной поверхности. При этом цилиндр 10 жестко соединен с корпусом 1 посредством биметаллических пластин 12 и перекладины 15. Пазы 11 на наружной поверхности цилиндра 10 сообщаются с напорными и отводными каналами 5 и 8. Полость корпуса 1 выполнена ступенчатой формы, причем нижняя ее ступень имеет паз 13, а цилиндр 10 выполнен ответной ступенчатой формы с выступом 14 на торце, размещенным в пазу 13 нижней ступени полости корпуса 1. Ширина выступа 14 цилиндра 10 по окружности меньше ширины паза 13 нижней полости корпуса. Благодаря этому выступ 14 диска 10 имеет возможность для поворота, обеспечивая открытие и закрытие отводных каналов 8, при этом стенка паза 13 служит упором для выступа 14. Размеры паза 13 и выступа 14 рассчитаны таким образом, чтобы после срабатывания дросселя 10 отводные каналы 6 были полностью перекрыты боковой поверхностью диска 10, а напорные - полностью открыты. В исходном же состоянии все напорные и отводные каналы 5 и 8 частично открыты и процесс бурения происходит при подаче промывочной жидкости с использованием как напорных, так и отводных каналов 5 и 8.

Принцип работы бурового долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 4 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода удаляется на поверхность промывочной жидкостью, которая подается на забой через напорные каналы 5. При этом благодаря созданию отводными каналами 6 и 8 зон разрежения улучшается эффективность удаления шлама из центральной зоны 16 забоя, соединенной с одним из отводных каналов 6. В процессе разрушения породы происходит нагрев корпуса 1, что может привести к прижогу долота, особенно при использовании алмазного вооружения. Для исключения этого долото оснащено дросселем с биметаллическими пластинами 10, которые регулируют количество подаваемой жидкости через напорные и отводные каналы 5 и 8. При нагреве корпуса 1 до определенной температуры биметаллические пластины 12 принимают изогнутую форму и диск 10 поворачивается вокруг своей оси и перекрывает отводные каналы 8 и полностью открывает проходное сечение напорных каналов 5, создавая подпор и способствуя лучшему охлаждению породоразрушающих элементов 4 и всего долота.

Таким образом, предложенная конструкция долота позволяет повысить эффективность его работы путем оптимизации режима промывки.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам, преимущественно с алмазным вооружением. Обеспечивает повышение эффективности работы долота благодаря оптимизации режима промывки. Буровое долото включает полый корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и отводные каналы. Долото снабжено гидравлическим дросселем, размещенным в полости корпуса и выполненным в виде цилиндра с пазами на наружной поверхности и частично совмещенными с напорными и отводными каналами, причем цилиндр жестко соединен с корпусом посредством биметаллических пластин. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Буровое долото, включающее полый корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и отводные каналы, отличающееся тем, что оно снабжено гидравлическим дросселем, размещенным в полости корпуса и выполненным в виде цилиндра с пазами на наружной поверхности, частично совмещенными с напорными и отводными каналами, причем цилиндр жестко соединен с корпусом посредством биметаллических пластин.

2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что полость корпуса выполнена ступенчатой формы, причем нижняя ступень имеет паз, при этом цилиндр выполнен ответной ступенчатой формы с выступом на торце, размещенным в пазу нижней ступени полости корпуса.
3 Буровое долото по п.2, отличающееся тем, что ширина выступа цилиндра по окружности меньше ширины паза нижней полости корпуса.