Буровое шарошечное долото Советский патент 1993 года по МПК E21B10/18 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к буровым шарошечным долотам:

Известно буровое шарошечное долото, содержащее корпус в виде соединенных между собой лап с цапфами, смонтированные на цапфах шарошки и систему охлажде- . ния опор в виде изолированных от полостей последних каналов в лапах и цапфах с выходными отверстиями на наружных поверхностях козырьков лап.

Недостатком данной схемы промывки (продувки) является то, что выходящий из каналбв на спинках лап очистной агент направлен только на охлаждение опор. Он не принимает никакого участия в очистке вооружения и плоскости забоя от выбуренного шлама.

Известно также буровое шарошечное долото, содержащее лапы с цапфами, по крайней мере в одной из которых выполнен промыеочный канал, разветвляющийся при выходе из цапфы на рукава.

Недостаток указанного долота заключается в повышенной турбулизации и взаимогашении промывочных (продувочных) потоков в центре забоя и недостаточной очистке наиболее шламозагруженной периферийной зоны забоя, что неизбежно приведет к неравномерному износу вооружения. . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату по отношению к заявляемому является буровое шарошечное долото, содержащее лапы с цапфами, на которых посредством подшипников установлены шарошки с породораз рушающими элементами, причем цапфа выполнена с осевым и радиальными каналами для подачи очистного агента, а шарошка с радиальными каналами, совмещенными с радиальными каналами цапфы, выходная часть которых расположена между породо- разрушающими элементами.

Недостатком данной схемы промывки является локальное воздействие очистного агента на плоскость забоя и вооружение шаел С

xj

ю

ел о XI

рошек, что приведет к сальникообразова- нию на долоте.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения за счет улучшения очистки вооружения шарошек и всей призабойной зоны, особенно при проходке пород, склонных к сальникообразованию. При работе долота рационально используется кинетическая энергия струй очистного агента, происходит полная и равномерная очистка забоя от шлама и воо ружения .шарошек от сальника, равномерное охлаждение рабочих элементов долота,

Поставленная цель достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, содержа- щем корпус с лапами и цапфами, установленные на цапфах шарошки с венцами и радиальными каналами и промывочную систему, включающую осевой и радиальные каналы в нижней части сообщающиеся с полостью корпуса и радиальными каналами в шарошке, выведенными в межзубцовые впадины, цапфы и шарошки выполнены с дополнительными радиальными каналами выходные отверстия которых на цапфе рас- положены в ее верхней части, а на шарошке - в межвенцовых проточках, причем дополнительные радиальные каналы на цапфе и шарошке сообщаются между собой и с промывочной системой..

На фиг. 1 представлен общий вид бурового шарошечного долота; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Буровое шарошечное долото состоит из корпуса 1,-лап 2 с цапфами 3, На цапфах 3 посредством подшипников 4 установлены шарошки 5 с рабочими венцами вооружения

6 и промывочными (продувочными) радиальными каналами 7. Система промывки долота включает осевой канал 8 цапфы 5 и ее ради- альные каналы 9. Радиальные каналы 9 цапфы 3 сообщаются с радиальными каналами

7 шарошки 5. Радиальные каналы 7 шарош

ки 5 поочередно выведены на наружную поверхность шарошки в межзубцовые впадины 10, а дополнительные радиальные каналы 11 - в межвенцовые проточки 12,

Долото работает следующим образом,

После его спуска в скважину подается очистной агент в полость корпуса долота. По радиальному каналу 7 очистной агент поступает в цапфу 3 шарошки 5. При этом происходит охлаждение и смазка трущихся поверхностей опоры. Дальше по радиальным каналам 7 и дополнительным радиальным каналам 11 очистной агент равными порциями поступает в межзубцовые впадины 10 и межвенцовые проточки 12 шарошки 5. Такое распределение призабойных потоков очистного агента позволяет равномерно охлаждать опору и распределять очистной агент по всей плоскости забоя, Струи очистного агента, выходящие из дополнительных каналов 11 направлены на вооружение соседних шарошек, что позволяет смывать шлам с вооружения и минимизировать время его нахождения в области работы долота. Кинетическая энергия очистного агента и вооружения одновременно воздействуют на зону предразрушения, в результате чего вооружение долота работает по практически чистому забою. Это обстоятельство особенно важно при бурении мягких, склонных к сальникообразованию пород типа Западной Сибири, где предотвращение образования сальников на вооружении и внутридолотных сальников имеет решающее значение на эффективность бурения.

Все вышеприведенные факторы повышают технико-экономические показатели бурения и стойкость долота.

Предложенное техническое решение может быть использовано не только в шарошечных, но и в других типах долот, особенно при работе в породах, склонных к сальникообразованию.

Использование: бурение скважин шаро- долотами. Сущность изобретения: долото включает корпус с цапфами, на которых смонтированы шарошки, выполненные с радиальными каналами, выходные отверстия которых расположены в меж- зубцовых впадинах и межвенцовых проточках. Цапфа имеет продольный канал, сообщенный с полостью корпуса через канал в лапе и с радиальными каналами шарошек через радиальные каналы, выполненные в цапфе, Образующийся в процессе бурения в надшарошечной полости сальник разрушается струями жидкости, которые импульсно подаются через радиальные каналы, .выполненные в шарошках. 3 ил.

Формула изобретения Буровое шарошечное долото, содержащее корпус с лапами и цапфами, установленные на цапфах шарошки с венцами и радиальными каналами и промывочную систему, включающую осевой и радиальные каналы в нижней части, сообщающиеся с полостью корпуса, и радиальные каналы в шарошке, выведенные в межзубцовые впадины, отличающееся тем, что, с целью

повышения эффективности в работе при бурении по породам, склонным к сальникообразованию, цапфы и шарошки выполнены с дополнительными радиальными каналами,/ выходные отверстия которых на цапфе расположены в ее верхней части, а на шарошке - в межвенцовых проточках, причем дополнительные радиальные каналы на цапфе и шарошке сообщены между собой и с промывочной системой.

Фиг. 2