Буровая штанга для машин вращательного действия Советский патент 1993 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при производстве буровых инструментов, в частности буровых штанг.

Цель изобретения - расширить технологические возможности и повысить эксплуатационные свойства.

Поставленная цель достигается тем, что в буровой штанге для машин вращательного действия, включающей тело штанги цилиндрической формы с постоянным диаметром по всей длине, износоустойчивая облицовка выполнена в виде колец, закрепленных на теле штанги, причем наружный диаметр колец и наружный диаметр тела штанги выбирают из соотношения

- 1.01 - 1.2.

dui

где dK - наружный диаметр кольца:

dm наружный диаметр тела штанги. На чертеже схематично показана буровая штанга.

Буровая штанга для машин вр;нцатепь- ного действия содержи тепо 1 ни яти цилиндрической формы с центральным каналом 2 под рабочий агент и резьбовым участком 3 для соединения с последующей буровой штангой, износоустойчивую облицовку 4 на резьбовом участке 3 и дополнительную износоустойчивую облицовку 5 по всей длине свободной поверхности стерж- необразного элемента, выполненную в виде колец 6, закрепленных на теле штанги на расстоянии друг от друга, увеличивающемся к верхнему концу штанги, причем наружный диаметр колец и наружный диаметр тела штанги выбираются из соотношения

- 1,01-1,2;

Ош

где dK - наружный диаметр кольца;

dm - наружный диаметр тела штанги.

Облицовка в виде колец выполнена методами порошковой металлургии, в частности напылением или наплавкой.

Буровая штанга для машин вращательного действия работает следующим образом.

При работе буровой штанги рабочий агент, т.е. воздушно-водяная смесь, по ценё

0°

со

Јь

ел ел

тральному каналу 2 тела штанги 1 поступает в забой скважины. Часть ее попадает в кольцевую камеру между штангой и скважиной. В нижней части скважины воздушно- водяная смесь имеет максимальное давление и вследствие этого оказывает здесь, как и необходимо, наиболее эффективное действие на буровую мелочь.

Плотность шлама у забоя скважины меньше нежели в устье скважины. Следовательно, и скорость вращения шлама у забоя больше. Износ штанги в результате взаимодействия со шламом и агрессивной средой также будет больше, чем у устья скважины, где плотность и скорость вращения шлама меньше. Поэтому благодаря определенному соотношению диаметров колец и тела штанги, а также их взаиморазмещению создается турбулентный поток, образующий завихрения, способствующие удержанию шлама между кольцами, т.е. во впадинах между ними.

При движении основного потока шламовой воздушно-водяной смеси вдоль стер- жневого элемента штанги, кольца, наружный диаметр которых oV составляет 1,01-1,2 наружного тела диаметра штанги (dm), препятствуют движению основного потока, отличают его и создают при этом турбулентные потоки. Как установлено экспериментально, при значениях наружного диаметра колец в пределах (1,01-1,2) dm турбулентность потока образует завихрения, способствующие удержанию шлама во впадинах рельефа, не препятствуя при этом основному потоку, который выносит шлам. Движение частиц во впадинах между кольцами с меньшей скоростью создает условия

0

5

0

5

0

5

для образования защитного слоя из шлама, который защищает необлицованные поверхности штанги от износа. Таким образом обеспечивается эффективная защита поверхности штанги от износа, обусловленная расширением ее технологических возможностей, заключающихся в создании в процессе работы защитного слоя на ее поверхности и повышение эксплуатационных свойств.

Промышленные испытания штанг, имеющих на поверхности износоустойчивую облицовку в виде отдельных колец, подтвердили ее высокие эксплуатационные свойства. Штанги согласно изобретению испытаны в промышленных условиях на рудниках РПО Кривбассруда. Установлено, что расход серийных штанг ШВТ-ЗМ в 1,3 раза выше расхода штанги, изготовленных согласно изобретению.

Формула и-з обретения Буровая штанга для машин вращательного действия, включающая тело штанги цилиндрической формы с постоянным диаметром по всей длине и износоустойчивую облицовку, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышение эксплуатационных свойств, износоустойчивая облицовка выполнена в виде колец, закрепленных на теле штанги на расстоянии друг от друга, увеличивающемся к верхнему концу штанги, причем наружный диаметр колец и наружный диаметр тела штанги выбираются d

из соотношения

d

ш

1,01 - 1,20, где dk наружный диаметр кольца; dui - наружный диаметр тела штанги.

гЯ,

-

Использование: при бурении скважин вращательным способом. Сущность изобретения: на теле штанги закреплены износоустойчивые кольца на расстоянии друг от друга, увеличивающемся к верхнему концу штанги. Наружный диаметр колец и наружный диаметр тела штанги выбирают из соотношения dK/dui 1,01 - 1,2, где d - наружный диаметр кольца; dm - наружный диаметр тела штанги. 1 ил.