Породоразрушающий инструмент Советский патент 1989 года по МПК E21B10/48 E21B10/42 

S8

SL

S

ftfA

сд

СП

« ю

Sa

Изобретение относится к горной промьшшенности, а именно к породораз- рушающему инструменту, и может быть использовано при бурении скважин как, с отбором, так и без отбора керна

Цель изобретения - повьпяеиие эффективности работы породоразрушающего инструмента за счет сн гаения энерго емкости процесса разрушения породы.

На фиг,1 изображен породоразрушаюг щий инструмент в виде алмазной коронки, вид; на фиг.2 - вид коронки со стороны рабочего торца; на фиг.,3 схема действия сил на коронку в горизонтальной плоскости; на фиг.4 - по- родоразрушающий инструмент в виде лопастного долота, общий вид; на фиг. 5-вид А на фиг, 4; на фиг. 6 - вид Б на фиг.

Породоразрушающий инструмент в ви де коронки содержит корпус 1 с присо единительной резьбой 2 и матрицу 3, разделенную промьшочными пазами 4 на отдельные рабочие узлы (секторы) 5, торцы которых армированы износостойкими вставками 6 из синтетических или естественных алмазов, а боковые поверхности -.скважино- и кернока- либругощими элементами 7 и 8. Износостойкие вставки 6 на торце всех секторов 5 установлены концентрично и с радильным зазором в виде кольцевых пазов 9 одна относительно другой, . причем количество кольцевых пазов 9 выбирается в зависимости от диаметра коронок и ширины матрицы 3. Дно пазов 9 может армироваться дополнительными режущими элементами 6а. Часть секторов 5 коронки имеет различ ную оснащенность калибрующими элементами 7 и 8. Секторы 5а и 56 выполнены с большим количеством скважинокалибг; рующих элементов 7, а диаметрально про тивоположные секторы 5в и 5г - с меньшим количеством элементов 7 по сравнению с нейтральными секторами 5д и 5ж. Причем секторы 5а и 56 большим коли- чеством скважинокалибрующих элементов 7 являются смежными, т.е. они относительно диаметральной плоскости 10, проходящей через нейтральные секторы 5д и 5ж, сгруппированы по одну сторону, а секторы 5в и 5г с меньшим количеством элементов 7 - по другую сторону. Однако возможна и,. другая схема расположения секторов 5, например чередование секторов с

25

to

; 15 20

; . 35 . 45 ; 50 55

;30

-40

большим и меньшим количе ством калибрующих элементов 7. При этом секторы 5а и 56 оснащены меньшим количеством кернокалибрующих элементов 8 по сравнению с секторами 5в и 5г, что повьшает вероятность сохранения керна от скола,.

Породоразрушающий инструмент в виде лопастного долота включает корпус 1, рабочие узлы (ступенчатые лопас- ти)5, армированные износостойкими вставками 6 из твердого сплава, уст а- новленными наклонно на передней грани лопастей 5. Корпус 1 выполнен с шестигранным штыревым замком 11 для соединения с бурильной колонкой. Боковые поверхности лопастей 5 оснащены калибрующими элементами 7, количество которых, по крайней мере, на нескольких лопастях разл1-гчно. При этом износостойкие вставки 6 на каждой ступени всех лопастей установлены концентрично по схеме с неперекры- ,тын забоем.

, Принцип работы породоразрушающего инструмента заключается в следующем. Под действием крутяп(его момента и осевой нагрузки износостойкие вставки 6 внедряются в породу и разрушают ее. Благодаря концентрическому расположению вставок 6 на забое образуются выступы, которые эффективно разрушаются радиальньии усилиями, создаваемыми калибрующими элементами 7 при их контакте со стенками скважины. Так как количество калибрующих элементов на рабочих узлах 5 (секторах и лопастях) различно, то различной будет и реакция со стороны стенок скважины, а следовательно, Породоразрушающий инструмент будет находиться в неуравновешенном состоянии и совершать в процессе работы радиальные перемещения. Для усиления это- гв эффекта внутренн ие боковые грани рабочих узлов 5 с большим количеством калибрующих элементов 7 на наружной поверхности могут выполняться без калибрующих элементов 8 или же с меньшим количеством, чем другие рабочие узлы. Это относится к лородораз- рушающему инструменту в виде буровой коронки. Однако подобная армировка может быть использована и в лопастных долотах. Ч

Предлагаемая схема вооружения породоразрушающего инструмента обеспечивает разрушение породы в режиме крупного скола, что значительно снижает энергоемкость процесса разрушения. Это позволяет повысить проходку на породоразрушающий инструмент и механическую скорость бурения.

Формула изобретения

Породоразрушающий инструмент, содержащий корпус с рабочими узлами, торцовые и боковые поверхности которых армированы соответственно износо

стойкими вставками н калибрующими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы за счет снижения энергоемкости разрушения породы, износостойкие вставки на торцовой поверхности всех рабочих элементов установлены концентрично и с радиальными зазорами одна относительно другой, при этом количество калибрующих элементов на наружной поверхности по крайней мере нескольких рабочих узлов различно.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении скважин с отбором или без отбора керна. Цель изобретения - повышение эффективности работы породоразрушающего инструмента (ПРИ) за счет снижения энергоемкости процесса разрушения породы. Корпус 1 ПРИ имеет рабочие узлы 5, торцовые и боковые поверхности которых армированы соответственно износостойкими вставками 6 и калибрующими элементами (КЭ) 7. Вставки 6 на торцовой поверхности установлены концентрично и с радиальными зазорами одна относительно другой. Количество КЭ 7 на наружной поверхности по крайней мере нескольких рабочих узлов 5 различно. Благодаря концентричному расположению вставок 6 на забое образуются выступы, которые эффективно разрушаются радиальными усилиями, создаваемыми КЭ 7 при их контакте со стенками скважины. Так как количество КЭ 7 на рабочих узлах различно, различной будет реакция со стороны стенок скважины, а следовательно, ПРИ будет находиться в неуравновешенном состоянии и совершать радиальные перемещения. 6 ил.

66 6

ч KS

Ki7H2,

9 6а

-11

Вид/J

Фаг. 5

Лиаметр cffea t i/Mbt

duS6

Фиг. 6