Буровое долото Советский патент 1984 года по МПК E21B10/18 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным долотам, и может быть использовано при бурении с обратной промывкой. Известно буровое шарошечное долото с устройствами в виде конических сопел для подачи промывочного агента на забой скважины 1. Недостатком данного долота является возникновение значительных гидравлических сопротивлений в соплах при бурении с обратной промывкой. Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигае.мому результату является буровое долото, содержашее лапы с шарошка.ми и центральный промывочный канал с расширяющимся в сторону и арошек соплом 2. Основным недостатком известного долота являются потери напора восходяи его по. тока промывочной жидкости из-за нерациональной схемы формирования поперечных потоков обратного направления в призабойной зоне при обратно-всасывающе.м эрлифтном бурении, что приводит к перебоям циркуляции и зашламовке призабойной зоны. Целью изобретения является повышение эффективности работы долота путем улучшения очистки забоя от шлама при бурении с обратной промывкой. Цель достигается тем, что в буровом долоте, содержащем лапы с шарошками и центральный промывочный канал с расширяющимся в сторону шарошек соплом, внутренняя поверхность сопла образована пересечением боковой поверхности усеченного конуса с равными симметрично расположенными в межшарошечном проеме цилиндрами, наклоненными к оси конуса под острым углом. При этом угол наклона Л цилиндров угол конусаjS при условии равенства площади верхнего основания усеченного конуса поперечному сечению цилиндров (для трехшарошечного долота) . связаны следующей зависимостью „. д . г / 3 - COSc Jij J , г - радиусы цилиндров и верхнего основания конуса; h -высота конуса (сопла). фиг. 1 и.зображепо трехшарошечное .о.,И)Т() С СОПЛОМ, общий вид; на фиг. 2 - ии/кпий торец сопла,, его геометрия и ори.нкшия в плане, вид А на фиг. I; на фиг. 3(j;ic-4r iii;iH схема зависимости уклона кону..-i /. О vr.ia наклона цилиндровой. рг и;;|р(1,ечп()едолотосостоит ;фи I м 2) lit Kofjiiyca 1, лап с шарошкаvl :-, :| ил1ывоч11{)Г() канала 3, на конце коujif.fo ргнио.ю/кеио сопло 4. Внутренняяшо-r;i ,, .,;Kici;, eiiji.i; 4 образована пересечение.м боковой поверхности усеченного конуса с тремя равными симметрично расположенными цилиндрами 5 под углом к оси конуса и в плоскостях, проходящих через ось конуса и межшарошечные проемы 6. Предлагаемая форма выполнения сопла 4 за счет уклона tgjSи образованных ребер 7 на боковой поверхности усеченного конуса в горизонтальной плоскости нижнего торца сопла 4 обеспечивает калибровку размера обломков выбуренной породы или керна, поступающих в промывочный канал 3 долота. Цилиндры 5, выполненные под углом о( в плоскостях, проходящих через ось конуса и межшарошечные проемы 6, ориентируют изменение направления движения поперечных потоков промывочной жидкости от периферии забоя к его центру через межшарошечные проемы 6, формируя восходящий поток обратного направления. Ввиду того, что величины г и h задаются конструктивно (фиг. 3), предельные значения углов и оС устанавливаются в следующей зависимости (для варианта трехшарощечного долота) tgj5 (-,f)-tgc. где г - радиусы верхнего основания усеченного конуса и цилиндров; h - высота усеченного конуса (сопла). Таким образом, изменяя угол о(, можно регулировать площадь выходного сечения сопла 4 в определенных пределах, в зависимости от угла или диаметра промывочного канала, не нарушая калибровочных (кернообразующих) размеров сопла 4. Буровое долото работает следующим образом. При вращении вокруг своей оси шарошки 2 разбуривают горную породу, которая удаляется с забоя потоками промывочной жидкости. В процессе обратно-всасывающего эрлифтного бурения призабойные потоки промывочной жидкости распределяются при обратном направлении в свободные проемы 6 между шарошками 2 от периферии забоя к центру сопла 4, очищая тем самым поверхность забоя от шлама. Обломки породы или керна поступают в калибровочное (кернообра.зующее) отверстие, образованное уклоном ребер 7 на боковой поверхности усеченного конуса, в горизонтальной плоскости нижнего торца сопла 4. Промывочная жидкость (пульпа) поступает в промывочный канал 3 долота через торцовые проемы, образованные цилиндрическими поверхностями 5, вовлекая за собой обломки выбуренной породы или керна. Благодаря тому, что цилиндрические поверхно

БУРОВОЕ ДОЛОТО, содержащее лапы с шарошками и центральный канал с расширяющимся в сторону шарощек соп.Ю.м, отличающееся тем, что, с целью повы)иения его эффективности в работе путем улучшения очистки забоя от шлама при бурении с обратной промывкой, внутренняя поверхность сопла образована пересечением боковой поверхности усеченного конуса с равными симметрично расположенными в межшарошечном проеме цилиндрами, наклоненными к оси конуса под острым углом. 2. Долото по п. 1, отличающееся тем, что угол наклона оС цилиндров и угол конуса JB при условии равенства площади верхнего основания усеченного конуса поперечному сечению цилиндров (для трехшарошечного долота) связаны следующей зависимостью to.R г / 3 - cos . I / гТГ Г где г - радиусы верхнего основания ко- ,., нуса и цилиндров;S Ь -высота конуса (сопла).