Шарошечное долото Советский патент 1983 года по МПК E21B12/02 

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, в частности к шарошечным долотам для строи-тельства скважин на нефть и газ.

Известно шарошечное долото, у которого износ опоры шарошки определяется отношением крутящего момента ротора к механической скорости проходки с помощью специального устройства (}.

Однако данное устройство можно применять только при роторном способе бурения и при бурении сравнительно однородных пород.

Наиболее близким к предлагаемому является шарошечное долото, включающее лапу с шарошкой, ниппель с промывочным каналом, сигнализатор износа, содержащий датчик износа, установленный в лапе, и пробку {2}.

Недостатком известного устройства является, то, .что датчик износа сигнализирует только об износе зубьев, а долота в основном срабатываются по опоре. В процессе трения поверхности датчика о венец шарошки неизбежен его износ и излом.

Цель изобретения - повышение надежности сигнализатора износа и обеспечение возможности определения износа опоры.

Указанная цель достигается тем, что шарошечное долото, включающее лапу с шарошкой, ниппель с промывочным каналом, сигнализатор износа, содержащий датчик износа, установленный в лапе, и пробку, снабжено кинематически связанным между собой подпружиненными поршнем и пальцем для фиксации пробки, датчик износа неподвижно закреплен в лапе с возможностью взаимодействия с обратным конусом шарошки, причем полость датчика гидравлически связана с поршневой полостью.

На чертеже изображено шарошечное долото.

Долото состоит из нескольких соединенных вместе секций, каждая из которых имеет лапу с цапфой 1 и установленную на цапфе шарошку 2. Долото имеет цилиндрическое отверстие 3, соединяющее промывочный канал ниппеля с затрубным пространством выше промывочных отверстий , и сигнализатор износа, й|бдержащий датчик износа и пробку 4. Отверстие 3 закрыто цилиндрической пробкой 4, изготовленной из легкоразбуриваемого материала. Пробка 4 удер-живается от перемещения запорным пальцем 5, который одним концом контактирует с ней, а другим концом под действием сжатой пружины 6 упирается в боковую поверхность поршня 7. Поршень 7 установлен в цилиндрическом канале 8 и сжимает с помощью пружины 9 под собой масло. Масло заполняет свободное пространство капала 8 с поршнем, систему соединенных с ним каналов А и Б в датчик 10 износа, который неподвижно закреплен в лапе. С наружной стороны отверстие И в датчике 10 герметично, закрыто, что обеспечивает герметичность этой системы. Заполнение поршневой полости маслом производится через клапан 12.

Устройство работает следующим обра-., зом.

При работе долота, которое еще не имеет износа опоры, шарошка 2 вращается, не касаясь герметично закрытого отверстия 1I датчика 10 износа. При достижении износа опоры до заданной величины шарошка 2 под действием нагрузки на долото смещается на величину износа по оси цапфы и обратным конусом контактирует с отверс тием 11, приводит к разгерметизации отверстия } I и канала 8. Пружина 9, выдавливая масло через открывшееся отверстие П, перемещает поршень 7 в нижнее положение и освобождает палец 5. Палец 5 перемещается пружинкой 6 и освобождает пробку 4, которая перепадом давления промывочной жидкости выталкивается на забой скважины. При открытии отверстия 3 перепад давления резко уменьшается, что регистрируется манометром насосной группы. Это падение давления является сигналом о критическом износе опоры и необходимости замены долота.

Повышение надежности ригнализатора износа и своевременное получение сигнала об износе onopi. исключает аварии с долотом по причине чрезмерного износа опоры, обеспечивает рациональную отработку долота и повышает технико-экономические показатели строительства ,скважины.

ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, включающее лапу с шарошкой, ниппель с промывочным каналом, сигнализатор износа, содержаш,нй датчик износа, установленный в лапе, и пробку, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности сигнализатора износа и обеспечения возможности определения износа опоры, оно снабжено кинематически связанным между собой подпружиненным поршнем и пальцем для фиксации пробки, датчик износа неподвижно закреплен в лапе с возможностью взаимодействия с обратным конусом шарошки, причем полость датчика гидравлически связана с поршневой полостью. с S3 W ел Isi