БУРОВОЕ ДОЛОТО Российский патент 2014 года по МПК E21B10/60 

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам режущего типа, 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. E21B 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. E21B 10/60, 1985 г.).

К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую энергоемкость процесса разрушения породы и вероятность прижога долота, особенно при оснащении его природными или искусственными алмазами.

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 очистную систему, содержащую напорные и отводные каналы, согласно изобретению напорные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, в каждой из которых размещена биметаллическая пластина, которая при изменении температуры корпуса меняет проходное сечение напорного канала.

Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что:

- втулки с биметаллическими пластинами размещены в напорных каналах разъемно;

- биметаллические пластины на одном конце жестко соединены с корпусом втулки, а на другом установлены с возможностью осевого перемещения;

- свободный конец биметаллических пластин выполнен с продольным пазом, а втулка оснащена направляющим штифтом, установленным в пазу пластин.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид долота в продольном разрезе, на фиг.2 - узел I на фиг.1 в увеличенном масштабе; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.

Предложенное буровое долото содержит корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и лопастями 3, армированными породоразрушающими элементами 4, и очистную систему, содержащую напорные и отводные каналы соответственно 5 и 6. В качестве породоразрушающих элементов 4 могут использоваться как природные, так и искусственные алмазы. Напорные каналы 5 оснащены съемными втулками 7 с прямоугольным проходным сечением (см. фиг.3), в каждой из которых размещена биметаллическая пластина 8, которая в исходном положении перекрывает часть проходного сечения втулки 7 за счет синусообразного выступа на нижнем конце втулки 7. Этот конец биметаллической пластины 8 выполнен с продольным пазом 9, в котором размещен направляющий штифт 10, жестко соединенный с корпусом втулки 7. При повышении температуры корпуса 1 долота один из элементов 11 биметаллической пластины 8, имеющий коэффициент линейного расширения больше, чем жестко соединенный с ним второй элемент 12, начинает распрямляться, перемещаясь вдоль втулки 7 по направляющему штифту 10. Благодаря этому обеспечивается полное открытие проходного сечения напорного канала 5. Возможен вариант размещения биметаллических пластин 8 в исходном положении только в части напорных каналов 5, но с полным перекрытием проходного сечения втулки 7.

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. Этому также способствует и наличие отводных каналов 6, выполненных в корпусе 1 долота и сообщенных с полостью 13 корпуса 1 долота (не показаны). В процессе разрушения породы происходит нагрев корпуса 1, что может привести при использовании алмазного вооружения к прижогу долота. Для исключения этого долото оснащают биметаллическими пластинами 10, которые регулируют количество подаваемой жидкости через напорные каналы 5. При нагреве корпуса до определенной температуры синусообразный выступ биметаллической пластины 8 в полости втулки 7 распрямляется и увеличивает проходное сечение канала 5. Причем это происходит пропорционально увеличению температуры. В этом случае увеличивающийся объем жидкости, подаваемой на забой через напорные каналы 5, создает подпор и способствует лучшему охлаждению породоразрушающих элементов 4, предохраняя их от прижога и повышая их работоспособность.

Таким образом, предложенная конструкция долота позволяет повысить эффективность его работы путем автоматического регулирования расхода промывочной жидкости, направляемой на очистку забоя от шлама.

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. Напорные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, в каждой из которых размещена биметаллическая пластина, которая при изменении температуры корпуса меняет проходное сечение напорного канала. 3 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 напорные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, в каждой из которых размещена биметаллическая пластина, которая при изменении температуры корпуса меняет проходное сечение напорного канала.

2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что втулки с биметаллическими пластинами размещены в напорных каналах разъемно.

3. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что биметаллические пластины на одном конце жестко соединены с корпусом втулки, а на другом установлены с возможностью осевого перемещения.

4. Буровое долото по п.3, отличающееся тем, что свободный конец биметаллических пластин выполнен с продольным пазом, а втулка оснащена направляющим штифтом, установленным в пазу пластины.