Инструмент для бурения Советский патент 1984 года по МПК E21B10/00 

Изобретение относится к горному делу, и именно к инструменту для бурения со сменными породоразрушающими элементами.. Известно буровое долото, включающее корпус с выдвинутыми и утопленными режущими элементами, выдвижными опорными штоками, поршень и механизм утапливания, содержащий стакан с зубчатым торцом, взаимодействующим с диском, размещенным над подпружиненным опорным. IUTOKOM, причем внутренняя поверхность стакана выполнена конической с меньи им основанием у днска 1. Недостатком данного долота является низкая эффективность работы при переме Дающейся крепости буримых пород вследствие того, что смена выдвинутых режущих элементов утопленными режущими элементами может производиться лищь однократно, причем конструкция механизма утапливания не позволяет производить обратное введение в работу по разрушению породы выдвинутых режущих элементов. Известен также инструмент д.1Я буречия, содержащий бypильF yю колонну, жестко связанный с ней центральный забурник, подпружиненный относительно бурильной колонны корпус с лапами, на которых закреплены поворотные диски, имеющие секции с резцами различной геометрии и связанные с центральным забурником посредством цевочной передачи (2). Недостатками .известного инструмента являются низкая эффективность и недолговечность работы вследствие того, что резцы с различной геометрией и пазы, взаимодействующие с цевками, расположены на одной окружности днска. Это позволяет использовать для размещения резцов не более половины окружности диска, в связи с чем диаметр режущей головки забурника должен быть не менее диаметра диска, поэтому забурник, постоянно контактирующий с забоем, нзна1нивается интенсивнее по сравнению с резцами на диске, у которых при чередовании крепости буримой породы осуществляется автоматический вывод из контакта с породой и ввод в работу резцов с необходимой геометрией. Кроме того, размещение на диске резцов с геометрией режущих элементов, рассчитанных для бурения твердых и мягких, пород, не отражает действительного состояния разреза скважины при чередовании горных пород, так как кроме твердых и мягких пород встречаются н промежуточные - средние по крепости породы, бурение которых наиболее эффективно осуществляется резцами с соответствующей геометрией режущих элементов. Но так как подобные резцы на дисках отсутствуют, в буренни cpeiiйих пород участвуют резцы с геометрией режущих элементов, рассчитанных для бурения как твердых, так и мягких пород, т. е диск поворачивается такнм образом, чтс в контакте с забоем находится часть резцов одной геометрии и часть резцов дру гой геометрии. Тем самым снижается эф фективность работы долота и его долговечность, так как в разрущеннн средних по крепости пород участвуют резцы с нерациональной геометрией режущих элементов, износ которых более интенсивный. Цель изобретения - - повышение долговечности инструмента. Указанная цель достигается тем, что ц инструменте .для бурения, содержащем бурильную колонну, жестко связанный с ней центральный забурник, подпружиненный относительно бурильной колонны корпус с лапами, на которых закреплены новоротные диски, имеющие секции с резцами различной геометрии и связанные с центральным забурником посредством цевочной передачи, цевки размещены на торцовых поверхностях поворотных дисков, а на центральном забурнике выполнены соответствующие цевкам пазы, при этот секции с резцами различной геометрии расположены по всей окружности поворотных дисков. На фиг. 1 изображено долото, общий вид, разрез; на фиг. 2 - разрез А -А на фиг. 1; нафиг. 3 - разрез Б-Б на фит. I. Инструмент содержит забурник , соединяемый с колонной бурильных труб (не показано). На забурнике 1 установлен с возможностью -продольного перемещения вдоль оси долота и связанный с забурником I шлиЦевым соединением 2 корпус 3. В верхней части забурника 1 выполнен фланец 4, служащий опорой для пружины 5, а на верхнем торце корпуса 3 закреплена крышка 6, ограничивающая смещение корпуса 3 вниз, В лапах 7 корпуса 3 на осях 8 установлены поворотные диски 9, помещенные на торцовых поверхностях 10. На окружности дисков 9 размещены несколько секций резцов с различной геометрией режущих элементов: секция 11 - для бурения мягких пород; секция 12 - для бурения средних пород; секция 13 - для бурения твердых пород. Нижний торец хвостовика 14 забурника 1 оснащен сменной режущей головкой 15, над которой в теле хвостовика 14 выполнены пазы 16, взаимодействующие с цевками 10 при перемещении корпуса 3 относительно забурника I. Буровой раствор циркулирует через долото по центральному каналу 17 забурника 1, отверстия 18 в головке 15, отверстия 19 в забурнике и отверстия 20 (фиг. 3) в корпусе 3. Инструмент работает следующим образом. После спуска на забой, включенияпромывки и вращения, на инструмент со: дается осевая нагрузка. Поскольку при спуске инструмента в скважину корпус 3 пружинами 5 отжат в крайнее нижнее положение, диски 9 поворачиваются таким образом, что первоначально в рабочем по/южепии для контакта с забоем оказывается секпия 11 резцов с геометрией режущих элементов, рассчитанной для бурения мягких пород. При встрече пород большей крепости, например средних по твердости и прочности, сопротивление бурению увеличивается, реакция на диске 9 со стороны забоя возрастает, в результате чего корпус 3, преодолевая сопротивление пружины 5. перемещается вверх до тех пор, пока реакция забоя на диске 9 и усилие сжатия пружины 5 не сравняются. При этом цевки 10 взаимодействуют с пазами 16 хвостовика 14, благодаря чему диски 9 разворачиваются таким образом, что в контакт с забоем вступают резцы секции 12 с геометрией режущи.х элементов, рассчитанной для бурения средних по крепости пород (показано на фиг. I). Дальнейшее перемещение корпуса 3 вверх относительно забурника 1 при встрече пропластов с твердой породой вводит в работу резцы секции 13, рассчитанные для бурения твердых пород.

При уменьшенин твердости буримого пропластка пружина 5 отжимает корпус 3 вниз и тем самым в работу вводятся резцы с соответствующей геометрией режущих элементов.

Использование изобретения позволяет повысить дoлгoвeчt ocть инструмента для бурения, что повышает проходку и увели чивает рейсовую скорскть.

Ожидаемый годовой экономический эффект от применения инструменга для бурения составит 591 руб.

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ БУРЕНИЯ, содержащий бурильную колонну, жестко 5 язанный с ней центральный забурник, под пружиненный относительно бурильной колонны корпус с лапами, на которых закрепт лены поворотные диски, имеющие секции с резцами различной геометрии и связаннее с .центральным забурником тосредством цевочной передачи, отличающийся /тем, что с целью повышения долговечности инструмента, цевки размещены на торцовы.х поверхностях поворотных дисков,. а на центральном забурнике выполнены соответствующие цевкам пазы, при этом секции с резцами различной геометрии расположены по всей окружности поворотных -дисков.. $ СО сд 00, оо