Вильчатое долото для вращательного бурения Советский патент 1991 года по МПК E21B10/60 

Фиг.З

РГ 2. Площадь поперечного сечения меньшего отверстия ДС 10 и каждого из каналов 12 составляет соответственно 0,2-0,3 и 0,35-0,40 площади поперечного сечения центрального канала 7. Сумма площадей сечений меньшего отверстия ДС 10 и каналов 12 равна площади сечения центрального канала 7. В процессе бурения идущая на очистку скважины промывочная жидкость в ДС 10 разделяется на два потока, один из которых через меньшее отверстие ДС 10 поступает на забой скважины, а второй по каналам 12 выходит в затрубное пространство в направлении от забоя. Первый поток

удаляет частицы разрушенной породы с забоя и перемещает их к каналам 12 долота, где эти частицы подхватываются вторым потоком и выносятся в затрубное пространство и далее к устью скважины. Поток, истекающий из каналов 12, облегчает подъем разрушенной породы с забоя за счет эжекционного эффекта, создающего зоны пониженного давления в восходящем от забоя шламовом потоке, и одновременно предупреждает зашлаковывание и прихват долота при бурении перемещающихся по крепости пород, особенно пластичных и мягких. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить скорость бурения вильчатыми долотами за счет улучшения выноса разрушенной породы. Вильчатое долото содержит хвостовик 1 и рабочую головку (РГ) 2 с перьями 3, армированными твердосплавными вставками 4. Внутренние грани 5 перьев 3 образуют рассечку (Р) 6. В хвостовике и РГ 2 выполнен центральный канал 7, выходящий в основание 8 Р 6. На наружной поверхности РГ 2 выполнены скосы 9, примыкающие к основанию 8 Р 6 и выходящие на боковую поверхность хвостовика 1. В Р 6 между перьями 3 установлено дополнительное выносное сопло (ДС) 10 в виде конусной воронки, меньшее отверстие которой обращено к торцу РГ 2, а большее - к основанию 8 Р 6. Внутренняя поверхность 11 ДС 10 и скосы 9 образуют боковые наклонные каналы 12, направленные от торца РГ 2. Площадь поперечного сечения меньшего отверстия ДС 10 и каждого из каналов 12 составляет соответственно от 0,2 до 0,3 и от 0,35 до 0,4 площади поперечного сечения центрального канала 7. Сумма площадей сечений меньшего отверстия ДС 10 и каналов 12 равна площади сечения центрального канала 7. В процессе бурения идущая на очистку скважины промывочная жидкость в ДС 10 разделяется на два потока, один из которых через меньшее отверстие ДС 10 поступает на забой скважины, а второй по каналам 12 выходит в затрубное пространство в направлении от забоя. Первый поток удаляет частицы разрушенной породы с забоя и перемещает их к каналам 12 долота, где эти частицы подхватываются вторым потоком и выносятся в затрубное пространство и далее к устью скважины. Поток, истекающий из каналов 12, облегчает подъем разрушенной породы с забоя за счет эжекционного эффекта, создающего зоны пониженного давления в восходящем от забоя шламовом потоке, и одновременно предупреждает зашлаковывание и прихват долота при бурении перемежающихся по крепости пород, особенно пластичных и мягких. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в вильчатых долотах для вращательного бурения.

Цель изобретения - повышение скорости бурения за счет улучшения выноса разрушенной породы.

На фиг.1 представлено вильчатое долото, общий вид; на фиг,2 - то же, вид со стороны рабочего торца долота; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - схема истечения промывочной жидкости из каналов долота при бурении.

Вильчатое долото содержит хвостовик 1 и выполненную за одно целое с хвостовиком рабочую головку 2, которая заканчивается перьями 3, армированными твердосплавными пластинами 4. Внутренние грани 5 перьев 3 образуют рассечку 6.

8хвостовике 1 и в рабочей головке 2 выполнен центральный канал 7, выходящий в основание 8 рассечки 6. На наружной поверхности рабочей головки 2 выполнены скосы 9, примыкающие к основанию 8 рассечки 6 и выходящие на боковую поверхность хвостовика 1. В рассечке 6 между перьями, 3 установлено соосно с центральным каналом 7 дополнительное выносное сопло 10 в виде конусной воронки, меньшее отверстие которой обращено к торцу рабочей головки 2, а большее - к основанию 8 рассечки 6, Внутренняя конусная поверхность 11 дополнительного сопла 10 и скосы

9образуют боковые наклонные каналы 12, направленные от торца рабочей головки 2. Площадь поперечного сечения меньшего отверстия дополнительного сопла 10 и каждого из боковых наклонных каналов 12 составляет соответственно 0,2-0,3 и 0,35-0,40 площади поперечного сечения центрального канала 7, а сумма площадей сечений меньшего отверстия дополнительно сопла 10 и боковых наклонных каналов 12 равна площади сечения центрального канала 7.

Долото работает следующим образом.

В процессе бурения на долото передаются осевая нагрузка и крутящий момент, под действием которых твердосплавные пластины 4 перьев 3 разрушают породу. Для

удаления продуктов разрушения в скважину через центральный канал 7 долота подается промывочная жидкость. Поступающая из центрального канала 7 в дополнительное сопло 10 промывочная жидкость разделяется на два потока: один поток через меньшее отверстие дополнительного сопла 10 поступает непосредственно на забой, а второй вытекает симметрично из боковых наклонных каналов 12 в затрубное пространство

скважины и направлен от забоя последней. Подводимый к забою поток промывочной жидкости захватывает отделившиеся от забоя частицы породы и перемещает их вдоль передних граней перьев 3 до уровня боковых наклонных каналов 12, где эти частицы подхватываются истекающим из указанных каналов потоком жидкости и выносятся в затрубное пространство с последующей транспортировкой к устью скважины. При

этом струи промывочной жидкости, истекающие из боковых наклонных каналов 12 в направлении движения шламового потока, оказывают эжекционное влияние на восходящий от забоя шламовый поток, создавая

в нем дополнительную подъемную силу за счет образования зон пониженного давления, что способствует более быстрому подъему частиц разрушенной породы с забоя. Кроме того, наличие боковых наклонных каналов 12 предотвращает зашламовывание и

прихват долота при бурении перемежающихся по крепости пород, особенно пластичных и мягких.

Упорядоченное и взаимосвязанное действие всех трех потоков создает благопри- ятные условия для своевременной и быстрой очистки забоя скважины от разрушенной породы и транспортирования ее в затрубное пространство, что обеспечивает повышение скорости бурения.

Формула изобретения 1. Вильчатое долото для вращательного бурения, содержащее хвостовик, выполненную за одно целое с хвостовиком рабочую головку с перьями на конце, армированными твердосплавными пластинами, рассечку, образованную внутренними гранями перьев, выполненный в хвостовике и рабочей головке центральный канал, выходящий в основание рассечки, и выполненные на наружной поверхности рабочей головки скосы, примыкающие к основанию рассечки и выходящие на боковую поверхность хвостоФигл

0

5

0

5

вика, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости бурения за счет улучшения выноса разрушенной породы, оно снабжено дополнительным выносным соплом в виде установленной в рассечке между перьями соосно с центральным каналом конусной воронки, меньшим отверстием об-, ращенной к торцу рабочей головки, а большим - к основанию рассечки, при этом внутренняя конусная поверхность дополнительного сопла и скосы на наружной поверхности рабочей головки образуют боковые наклонные каналы, направленные от торца рабочей головки.

Фиг 2

х

Фиг. Ц