Колонковое долото Советский патент 1983 года по МПК E21B10/02 

Изобретение относится к бурению, а именно к колонковому долоту для бурения скважин с отбором керна. Известно колонковое долото, оснащенное износостойкими вставками, у которого центральная кернообразующа.я часть сделана вставной и жестко скрепленной с остальной частью корпуса. Такая конструкция облегчает технологию изготовления долота, улучшает калибровку керна при бурении достаточно плотных и абразивных пород 1. Однако отсутствие опережающей ступени с изоляцией керна от воздействия прямого потока промывочной жидкости не позволяет этому долоту качественно отбирать керн из слабосцементированных, размываемых жидкостью, лород. Наиболее близким к предлагаемо.му по технической сущности и достигаемому результату является колонковое долото, состоящее из корпуса с промывочными каналами, лопастей, армированных износостойкими вставками, и центральной кернообразующей части, выполненной в виде опережающей ступени 2. Недостатком этого долота является воздействие прямого потока промывочной жидкости на основание керна, а также отсутствие возможности регулирования высоты опережающей ступени в зависимости от геолого-технических условий бурения. Из-за этого поток промывочной жидкости взаимодействует с керном и разрушает его, особенно при проходке слабосцементированных и сильно трещиноватых пород. Отсутствие изоляции керна от воздействия промывочной жидкости у долота объясняется нерациональным соотношением высоты опережения h к ее ширине в, при котором ,5-1,0, а также армировкой опережающей ступени, выполненной таким образом, что между основной частью забоя, где выходит поток жидкости, и его опережающей частью, где образуется керн, нет преГ|Ятствий для перетока жидкости и ее прямого воздействия на керн. Цель изобретения - увеличение выноса керна в слабосцементированных н сильно трещиноватых породах. Цель достигается тем, что в колонковом долоте, состоящем из корпуса с промывочными каналами, лопастей, армированных износостойкими вставками, и центральной кернообразующей части, выполненной в ви де опережающей ступени, отношение высоты опережаюц1,ей части ступени к ее ширине равно 1,27-1,6. При отборе керна в рыхлых, слабосцемен тированных породах с твердостью по штампу до 15-20кг/мм существует оптимальная величина опережения сменных кернообразую щих коронок, колеблющаяся в пределах 11-19 мм. При опережении менее и более этой величины вынос керна резко снижается, что объясняется следующим. При малом опережении сменной- коронки на керн воздействует прямой поток жидкости и размывает его. При слишком большом опережении затрудняется охлаждение рабочей части коронки, последняя перегревается и передавая свой нагрев породе прижигяет и уплотняет входящий в керноприем керн. Вынос керна в таких условиях резко снижается. Кроме того, при бурении в указанных выще условиях оптимальная величина ширины кольцевой рабочей поверхности опережающей сменной кернообразующей коронки равна 9-12мм. Это объясняется тем, что при дальнейщем увеличении ширины опережающей сменной коронки ухудшается теплоотвод и затрудняется вынос шлама с опережающего забоя, кроме того, опережающий торец может попасть в область прямого воздействия потока промывочной жидкости, истекающей из промывочных каналов, что приводит к размыву керна. Уменьшение ширины кольцевой рабочей поверхности опережающей сменной коронки хотя и мало влияет на процент выноса керна, но ограничено условием эксплуатационной прочности последней. Таким образом, исходя из оптимальных величин высоты и-ширины опережения кольцевой рабочей поверхности сменной коронки, отношение оптимальной высоты h опережения сменной кернообразующей коронки к ее ширине в находится в пределах 1,2-1,6. На фиг. 1 изображено колонковое долото, вид со стороны рабочего торца; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - рабочая часть долота со сменной коронкой с максимальным вылетом; на фиг. 4 - зависимость выноса керна К от соотношения высоты h к оптимальной ширине в опережающей коронки. Долото включает корпус 1, муфту 2 с присоединительной резьбой, а также сменную кернообразующую коронку 3, оснащенную износостойкими вставками 4 и закрепляемую в корпусе на резьбе. Корпус имеет три лопасти 5, оснащенные износостойкими вставками 6. Промывка осуществляется через боковые промывочные каналы, выходящие в непосредственной близости от забоя. Колонковое долото., снабжается комплектом из двух-трех сменных кернообразуюших коронок, имеющих оптимальную ширину кольцевой рабочей части и различную, но находящуюся в оптимально.м диапазоне,высоту опережения, изолирующих керн от прямого потока промывочной жидкости. Тех}шко-экономический эффект от использования предлагаемого долота заключается в том, что используя опти.мальное соотиошение высоты и ширины опережающей части долота, с учетом изоляции керпа от прямого воздействия потока жидкости, можно добить

КОЛОНКОВОЕ ДОЛОТО, состоящее из корпуса с промывочными каналами, лопастей, армированных износостойкими вставками, и центральной кернообразующей части, выполненной в виде опережающей ступени, отличающееся тем, что, с целью увеличения выноса керна в слабосцементированных и сильно трещиноватых породах, отнощение высоты опережающей части ступени к ее щирине равно 1,2-1,6. (Л N5 оо 00 оо