Колонковое долото для ударного бурения Советский патент 1983 года по МПК E21B10/02 E21B25/00 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к колонковым долотам для ударного бурения. Известно колонковое долото для ударного бурения, состоящее из корпуса с ниппелем для присоединения к колонковой трубе, наружной боковой цилиндрической рабочей поверхностью и внутренней полостью, имеющей расширяющийся на конус к торцу корпуса нижний участок 1. Недостатками данного долота являются получение склонных к обрушению стенок скважины, так как формирующая стенки скважины наружная боковая цилиндрическая поверхность долота не обеспечивает их достаточного уплотнения, и чрезмерное уплотнение керна на входе в долото из-за наличия расширяющегося на конус к торцу корпуса нижнего участка внутренней полости, что часто приводит к образованию пробки внутри колонковой трубы с приостановлением углубки, т.е. к возникновению свайного эффекта, а сам керн теряет информативность вследствие пере плотнения. Все это снижает эффективность бурения и ухудшает качество керна. Наиболее близким к предлагаемому является колонковое долото для ударного бурения, состоящее из корпуса с ниппелем, для присоединения к колонковой трубе, наружной боковой рабочей поверхностью, содержащей нижний сужающийся на конус к торцу корпуса участок и сопряженный с ним верхний цилиндрический участок диаметром, равным диаметру долота, и внутренней полостью 2. Известное долото обеспечивает получение устойчивых стенок скважины за счет уплотнения породы, производимого нижним конусным и верхним цилиндрическим участками наружной боковой рабочей поверхности корпуса долота, однако в нем диаметр керна равен диаметру внутренней полости долота и колонковой трубы, вследствие чего при входе керна внутрь колонковой трубы возникают значительные силы трения, возрастающие по мере заполнения трубы породой. Это трение может стать причиной уплотнения, находящегося в колонковой трубе породы, с последующим образованием пробки и прекращением проходки, а также нарущением структуры керна. Кроме того, не исключена возможность выпадения части или всего керна из колонковой трубы при подъеме долота, поскольку удержание керна в трубе происходит только за счет сил трения. В результате всего этого снижается производительность бурения, ухудшаются условия отбора и качество керна. Цель изобретения - повыщение производительности бурения при одновременном улучшении условий отбора и качества керна. Указанная цель достигается тем, что в колонковом долоте для ударного бурения, состоящем из корпуса с ниппелем для присоединения к колонковой трубе, наружной боковой рабочей поверхностью, содержащей нижний сужающийся на конус к торцу корпуса участок и сопряженный с ним верхний цилиндрический участок диаметром, равным диаметру долота, и внутренней полостью, нижний участок внутренней полости также выполнен сужающимся на конус к торцу корпуса, причем угол конусности .этого участка меньще угла конусности, нижнего участка наружной боковой поверхности и составляет 8-13°. На фиг. 1 показано колонковое долото для ударного бурения; на фиг. 2 - зависимость VMCX от угла конусности нижнего участка внутренней поверхности долота. Долото состоит из корпуса с ниппелем 1 для присоединения к колонковой трубе (не показана), наружной боковой рабочей поверхностью, содержащей нижний сужающийся на конус к торцу корпуса участок 2 и сопряженный с ним верхний цилиндрический участок 3 диаметром, равным диаметру долота, и внутренней полостью 4, нижний участок 5 которой также сужается на конус к торцу корпуса, причем угол конусности этого участка меньше угла конусности нижнего участка 2 наружной боковой поверхности и составляет 8-13°. Указанный диапазон изменения угла конусности является оптимальным как с точки зрения получения максимальной скорости бурения, так ,и с точки зрения удержания керна в колонковой трубе при подъеме долота. Долото работает следующим образом. Под действием ударных импульсов долото внедряется в породу на определенную глубину.вырезая при этом из массива столбик породы (керн). В процессе бурения происходит уплотнение стенок скважины благодаря наличию нижнего конусного 2 и сопряженного с ним верхнего цилиндрического 3 участков наружной боковой поверхности корпуса долота, чем достигается уменьшение сил трения колонковой трубы о стенки скважины. За счет того, что нижний участок 5 внутренней, полости 4 корпуса долота выполнен сужающимся на конус к торцу корпуса, образовавшийся керн свободно с зазором без нарушения структуры и возникновения значительных сил трения входит в колонковую трубу и размещается в ней. При подъеме долота нижний конусный участок внутренней полости его корпуса играет также роль керноудерживающего устройства, предотвращающего выпадение керна из колонковой трубы. В итоге обеспечивается повышение производительности бурения и одновременно улучшаются условия отбора и качество керна.

КОЛОНКОВОЕ ДОЛОТО ДЛЯ УДАРНОГО БУРЕНИЯ, состоящее из корпуса с ниппелем для присоединения к колонковой трубе, наружной боковой рабочей поверхностью, содержащей нижний сужающийся на конус к торцу корпуса участок и сопряженный с ним верхний цилиндрический участок диаметром, равным диаметру долота, и внутренней полостью, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности бурения при одновременном улучшении условий отбора и качества керна, нижний участок внутренней полости также выполнен сужающимся на конус к торцу корпуса, причем угол конусности этого участка меньше угла конусности нижнего участка наружной боковой поверхности и составляет 8-13°. (Л ьд о СП О) 4