Долото для бурения скважин с продувкой сжатым агентом Советский патент 1983 года по МПК E21B10/18 

оо Изобретение относится к горной промышленности , в частности к вращательному бурению взрывных и др. скважин с их продувкой сжатым воздухом или иным агентом. Известно долото для бурения скважин с продувкой сжатым агентом, которое снабжено системой продувочных каналов, обеспечивающих очистку сжатым агентом от щлама не только забоя, но и каждой опоры долота с одновременным ее охлаждением 1 Известно долото для бурения скважин с продувкой сжатым агентом, включающее лапу с козырьком и выступом у основания цапфы, щарошку с кольцевой расточкой и элементы опоры 2. Недостатками этих устройств являются небольшая скорость истечения из кольцевой расточки; подавление струй воздуха, направляемых продувочными устройствами долота; турбулизация потоков; зашламление призабойной зоны скважины. При выключении компрессора или в транспортном положении опора шарошки через открытый кольцевой зазор забивается кусочками разрушенной породы и др. частицами, что вызывает интенсивный абразивный и иной износ подшипников, приводящий к преждевременному выходу долота из строя. Цель изобретения - повышение эффективности продувки скважины. Указанная цель достигается тем, что в долоте для бурения скважин с продувкой сжатым агентом, включающем лапу с козырьком и выступом у основания цапфы, щарошку с кольцевой расточкой и элементы опоры, выступ установлен в расточке щарошки с возможностью контакта с ее боковой и/или торцовой поверхностями, а со стороны козырька лапы выступ выполнен с пазом, сообщающимся с кольцевой расточкой. В пазу выступа установлен обратный клапан в виде эластичной заслонки Г-образного профиля. На фиг. 1 изображено долото, общий вид; на фиг. 2 и 3- - схемы вариантов выступа у основания цапфы. Долото включает лапы 1 с цапфами 2, подшипники 3-5 и смонтированные на этих подшипниках шарошки 6. В лапах и цапфах просверлены соединяющиеся друг с другом продувочные каналы 7 и 8. Шарощки выполняются с кольцевой расточкой 9, а цапфа у ее основания - с выступом, который в верхней своей части 10 имеет примерно такой же радиус кривизны, как и расточка 9, поэтому после сборки долота он примыкает одной или обеими его поверхностями к расточке 9, практически перекрывая зазор между шарошкой и цапфой. На нижнем же участке 11 этот выступ выполняется таким образом, что между шарошкой и цапфой у козырька 12 образован проход 13 для выпуска из опоры сжатого воздуха или др. агента. Этот проход в зависимости от размеров, типа и модификации долота может иметь различную форму и площадь поперечного сечения. Проход может быть выполнен сквозным серповидным или щелевым. В первом случае нижний участок 11 выступа изготавливается с уменьшенным радиусом кривизны Ry или же со смещением его оси, как показано на фиг. 3, относительно оси шарошки. Контактирующие между собой поверхности элементов 9 и 10 (фиг. 1) могут быть защищены антифрикционным, износостойким или др. покрытием. Породоразрущающие элементы 14 могут бь1ть любой формы и располагаться на щарощках в любом порядке в зависимости от назначения, типа, модификации и размера долота. Продувочные устройства могут быть как центральными, так и боковыми (с соплами), и иметь любую конструкцию. Для предотвращения попадания через проход 13 в опору различных инородных частиц и щлама в транспортном положении долота или в скважине при прекращении продувки между выступом и расточкой может быть установлен обратный клапан в виде эластичной заслонки 15. Эта заслонка изготавливается из мягкой упругой резины, пластика или другого материала, обладающего аналогичными свойствами. Она монтируется либо на выступе цапфы (фиг.2), либо на расточке шарошки (фиг. 3). Форма заслонки должна соответствовать форме прохода, т.е. быть в виде кольца, фартука, серповидной или в виде упругого пружинящего лепестка. Поперечное сечение заслонки выполняется Г-образным (фиг. 2 и 3). В нерабочем положении и при выключении компрессоров свободный край заслонки 15 прилегает к шарошке, как показано на фиг. 2, или к цапфе, как на фиг. 3, обеспечивая герметичное перекрытие прохода 13, что препятствует зашламлению опоры. В процессе бурения сжатый воздух или другой агент подается по бурильной колонне к долоту, проходит через каналы 7 и 8 в опору, охлаждает и очищает подшипники 3, 4 и 5 и выходит в проход 13. Под давлением агента заслонка 15 отгибается, прижимаясь к тому элементу, в котором она установлена, и занимает положение, показанное на фиг. 2 и 3 пунктиром. Это обеспечивает свободный выход агента наружу в скважинное пространство, приближенное к забою. Выходящий поток не только не подавляет другие струи, направляемые боковым или центральным продувочными устройствами, но и способствует наиболее эффективной очистке забоя от шлама. Таким образом, предлагаемое устройство улучшает продувку опоры шарошечного долота и забоя скважины, способствует интенсификации процесса бурения и извлечения измельченных частиц породы на поверхность.

1. ДОЛОТО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН С ПРОДУВКОЙ СЖАТЫМ АГЕНТОМ, включающее лапу с козырьком и выступом у основания цапфы, шаропжу с кольцевой расточкой и элементы опоры, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности продувки скважины, выступ установлен в расточке шарошки с возможностью контакта с ее боковой и/или торцовой поверхностями, а со стороны козырька лапы выступ выполнен с пазом, сообщающимся с кольцевой расточкой. 2. Долото по п. 1, отличающееся тем, что. в пазу выступа установлен обратный клапан в виде эластичной заслонки Г-образного профиля.