Шарошечное долото Советский патент 1991 года по МПК E21B10/18 

Изобретение относится к буровому инструменту, используемому при бурении неглубоких взрывных скважин в горной промышленности, в частности к шарошечным долотам с продувкой забоя сжатым воздухом или воздушно-водяной смесью.

Целью изобретения является повышение долговечности долота путем защиты опор от шлама.

На чертеже показано шарошечное долото.

Шарошечное долото содержит закрепленные к ниппелю 1 лапы 2 с каналами 3 для продувки опор. К лапам 2 закреплены цапфы 4 о опорами. На опорах установлены шарошки 5. Долото содержит узел принудительной промывки и смазки опор в виде

закрепленной к ниппелю 1 втулки 6 и расположенного внутри втулки 6 сопла 7, которое установлено с возможностью осевого перемещения. На внутренней поверхности втулки 6 выполнена кольцевая камера 8, сообщенная с внутренней полостью 9 ниппеля 1. Сопло 7 выполнено со сплошной перегородкой 10 и боковыми окнами 11 под перегородкой 10 и в два ряда над перегородкой, один из которых (12) расположен над камерой 8, а другой (13) - под камерой. Сопло 7 подпружинено пружинами 14 и 15 относительно втулки 6.

Шарошечное долото работает следующим образом.

Долото соединяют с полым буровым ставом посредством конической замковой

О

о

ы ел

резьбы. Став вращает долото и прижимает его к забою. Перекатываясь по забою, шарошки 5 зубьями раздавливают породу и углубляют скважину. Для удаления продуктов разрушения во внутреннюю полость става нагнетают водомасловоздушную смесь (промывочно-продувочный агент).

Поток промывочно-продувочного агента из бурового става поступает в продувочное сопло 7, давит на перегородку 10, сжимая верхнюю пружину 14, перемещает продувочное сопло 7 в крайнее нижнее положение. При этом окна 12 совмещаются с кольцевой камерой 8, а окна 11 входят в полость 9 ниппеля 1 долота.

Поток промывочной смеси через окна 12 поступает в камеру 8, а из нее - во внутреннюю полость 9 ниппеля 1 долота. Отсюда часть потока-по каналам 3 пойдет в опоры шарошек 5 для охлаждения и смазки подшипников, а другая часть через окна 11 из полости 9 - в центральное отверстие продувочного сопла 7 под перегородкой 10 и далее поступает в забой для очистки скважины. Это рабочий режим продувки скважины и попутной смазки опор шарошек при бурении.

Если по каким-либо причинам процесс углубки скважины прекращается и долото останавливается в скважине, то сжатая пружина 14 перемещает продувочное сопло 7 вверх. В этом положении окна 11-13 перекрываются внутренней поверхностью втулки 6 по/, и над камерой 8. Вследствие этого, поскольку за фубное пространство скважины всегда заполнено загрязненной жидкостью и шламом, в полости 9 ниппеля 1 долота остается повышенным давление промывочно-продувочного агента, которое имело место перед отключением продувки. Это давление препятствует поступлению загрязненной жидкости и шлама из забоя и затрубного пространства как Б подшипники опор шарошек, так и в продувочные каналы 3 в лапах 2, а также в полость 9 ниппеля 1 долота, т.е. опоры долота надежно защищены от зашламования одним запорным органом - продувным соплом 7, удерживаемым в заданном положении пружинами 14 и 15, что предотвращает интенсивный износ подшипников при возобновлении бурения и увеличивает долговечность долота.

После окончания бурения и подъема долота на поверхность перед проходкой новой

5 скважины зацепляют нижний конец продувочного сопла 7 крюком, заведя его между шарошками 5, поднимают сопло 7 в крайнее верхнее положение и удерживают его, включают продувку. В этом положении окна 11

0 оказываются перекрытыми внутренней поверхностью втулки б, что исключает проход промывочно-продувочного агента в забой скважины через центральное отверстие сопла 7, а окна 13 совмещаются с кольцевой

5 камерой 8. Поэтому промывочно-продувочный агент из внутренней полости бурового става через продувочное сопло 7 и окна 13 поступает в полость 9 ниппеля 1 долота, а из нее по каналам 3 идет только в опоры шаро0 шек 5 и интенсивно промывает подшипники при повышенном давлении смеси, вынося из опор все инородные включения. Формула изобретения Шарошечное долото, содержащее нип5 пель, закрепленные к ниппелю лапы с каналами для продувки опор, закрепленные к лапам цапфы с опорами, установленные на опорах цапф шарошки и узел принудительной промывки и смазки опор в виде закреп0 ленной к ниппелю втулки и расположенного внутри втулки сопла с возможностью осевого перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности долота путем защиты опор от шлама, втулка

5 выполнена по внутренней поверхности с кольцевой камерой, сообщенной с внутренней полостью ниппеля, а сопло выполнено со сплошной перегородкой и боковыми окнами под перегородкой и в два ряда над

0 перегородкой, один из которых расположен над камерой, а другой - под камерой, причем сопло с обоих концов подпружинено относительно втулки, расположенной с возможностью перекрытия всех окон сопла при

5 нерабочем положении долота и с возможностью сообщения камеры с верхним рядом отверстий при нижнем положении сопла и с нижним, расположенным над камерой, рядом отверстий при верхнем положении со0 пла.

Изобретение относится к бурению неглубоких взрывных скважин и предназначено для бурового инструмента. Цель повышение долговечности долота путем защиты опор от шлама. Для этого втулка выполнена на внутренней поверхности с кольцевой камерой, сообщенной с внутренней полостью ниппеля. Долото имеет сопло, выполненное со сплошной перегородкой и боковыми окнами под перегородкой и в два ряда над перегородкой. Один из рядов расположен над кольцевой камерой, другой - под камерой. Сопло с обоих концов подпружинено относительно втулки, расположенной с возможностью сообщения камеры с верхним рядом отверстий при нижнем положении сопла и с нижним, расположенным над камерой рядом отверстий при верхнем положении пласта. Промывочно-продувочный агент из внутренней полости бурового става через продувочное сопло и окна поступает в полость ниппеля долота. Из последней по каналам продувочный агент поступает в опоры шарошек и интенсивно промывает подшипники при повышенном давлении смеси, вынося из опор все инородные включения. 1 ил.