Долото для вращательного бурения Советский патент 1990 года по МПК E21B10/44 

ностью 10. Отношение диаметра полости 2 к диаметру Д находится в пределах от 0,3 до 0,5, В процессе бурения керн входит в полость 2 и при контакте с поверхностью 10 скалывается в сторону окна 8, Благодаря наличию углового смещения поверхности 10 обломки керна при вращении Д точно попадают в окно, чем исключается дополнительное разрушение и затирание керна задней по ходу вращения Д стенкой окна 8. 1 з.п,ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту и позволяет повысить скорость бурения мерзлых грунтов и исключить их размораживание за счет улучшения транспортировки керна. Долото (Д) содержит корпус 1 и шнеки 3 и 4, оснащенные породоразрушающими элементами 6 и 7 соответственно. В корпусе 1 выполнена керноприемная полость 2 и боковое окно 8. В полости 2 размещен керноломатель 9, рабочая поверхность 10 которого наклонена к оси Д и имеет угловое смещение относительно плоскости окна 8 в направлении вращения Д. Керноломатель 9 установлен с возможностью изменения величины углового смещения. Керноломатель 9 может быть оснащен твердосплавной пластиной 13, выступающей над поверхностью 10. Отношение диаметра полости 2 к диаметру Д находится в пределах от 0,3 до 0,5. В процессе бурения керн входит в полость 2 и при контакте с поверхностью 10 скалывается в сторону окна 8. Благодаря наличию углового смещения поверхности 10, обломки керна при вращении Д точно попадает в окно, чем исключается дополнительное разрушение и затирание керна задней по ходу вращения Д стенкой окна 8. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к породо- разрушающему инструменту, а именно к долотам для вращательного бурения преимущественно мерзлых грунтов.

Целью изобретения является повышение скорости бурения мерзлых грунтов и исключение их размораживания за счет улучшения транспортировки керна.

На фиг.1 изображено долото для вращательного бурения, общий вид; на фиг.2 - часть корпуса долота с боковым окном и керноломателем; на фиг.З - то же, но с керноломателем, оснащенным твердосплавной пластиной; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.2.

Долото содержит корпус 1 с керно- приемной полостью 2 и закрепленные на корпусе шнеки 3 и 4. Корпус и шнеки снабжены втулками (приливами) 5, в которых установлены сменные породоразрушающие элементы 6 и 7 соответственно. В корпусе 1 между шнеками 3 и .4 выполнено боковое окно 8, сообщающее керноприемную полость 2 с межшнековым пространством. В керновой полости 2 напротив верхней части бокового окна 8 размещен керноломатель 9, рабочая поверхность 10 которого наклонена к оси долота и имеет угловое смещение относительно плоскости указанного окна в направлении вращения долота. Керно ломатель 9 установлен с возможностью изменения величины углового смещения о( , для чего он соединен с корпусом 1 посредством резьбы 11, а между корпусом и керноломателем имеются ре гулироночные прокладки 12.

Керноломатель 9 может быть оснащен твердосплавной пластиной 13, выступающей над его рабочей поверхностью 10. В этом случае отношение диаметра керноприемной полости 2 к диаметру долота должно находиться в пределах 0,3-0,5. Для соединения долота

с колонной шнековых штанг (не показана) служит хвостовик 14.

Долото работает следующим образом

Перед началом бурения керноломатель 9 с помощью прокладок 12 устанавливается в корпусе 1 с требуемым угловым смещением / . Подготовленное таким образом долото соединяется посредством хвостовика 14 с колонкой шнековых штанг, на него передаются осевая нагрузка и крутящий момент для осуществления процесса бурения. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 6 и 7 долота внедряются в мерзлый грунт и разрушают его. При этом установленные на корпусе элементы 6 разрушают центральный участок забоя и образуют керн, а установленные на шнеках элементы 7 разрушают средний и периферийные участки забоя и образуют ствол скважины. По мере углубления скважины керн входит в керноприемную полость 2 корпуса 1 до вступления в контакт с наклонной рабочей поверхностью 10 керноло- мателя 9, При контакте с такой поверхностью керн начинает скользить вдоль нее и скалывается в направлении бокового окна 8. Поскольку эта поверхность имеет угловое смещение а( относительно плоскости бокового окна, то скол и перемещение обломившегося керна- в сторону бокового окна происходит под тем же углом к его плоскости. Так как долото вращается с частотой из, то за время перемещения обломков керна к боковому окну 8 последнее успевает повернуться на тот же угол о (величина углового смещения рабочей поверхности керно- ломателя в каждом конкретном случае выбирается, исходя из заданной частоты вращения долота), кусочки керна точно попадают в боковое окно, а из него - на шнеки, по которым они вместе с остальными продуктами разру-

шения мерзлого грунта транспортируются на поверхность.

Если диаметр керна составляет 0,3-0,5 диаметра долота, то используется керноломатель, оснащенный твердосплавной пластиной, выступающей над его рабочей поверхностью. В этом случае образующийся керн предварительно разрушается этой пластиной -на крупные части, которые затем выпадают из бокового окна на шнеки по описанной схеме,

В результате улучшаются условия транспортировки разрушенного мерзлого грунта за счет исключения разрушения и затирание керна задней по ходу вращения долота стенкой бокового окна корпуса. Все это повышает скорость и снижает энергоемкость бурения, а также тормозит процесс размораживания керна.

Формула изобретения

Фие.2

0

ной полостью, закрепленные на корпусе шнеки, породоразрушающие элементы, выполненное в корпусе между шнеками боковое окно и размещенный в керно- приемной полости напротив верхней части окна керноломатель, рабочая поверхность которого наклонена к оси долота, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости бурения мерзлых грунтов и исключения их размораживания за счет улучшения транспортировки керна, рабочая поверхность керноломателя имеет угловое

5 смещение относительно плоскости бокового окна корпуса в направлении вращения долота, причем керноломатель установлен с возможностью изменения величины этого углового смещения.

0 2, Долото поп.1, отличающееся тем, что керноломатель оснащен твердосплавной пластиной, выступающей над его рабочей поверхностью, при этом отношение диаметра

5 керноприемной полости корпуса к диаметру долота изменяется от 0,3 ДО 0,5.