Долото для вращательного бурения Советский патент 1993 года по МПК E21B10/46 

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, в частности, к буровому инструменту для разрушения горных пород при строительстве эксплуатационных и разведовательных скважин.

Целью изобретения является экономия твердого сплава (карбида вольфрама) путем выполнения поверхностного слоя в виде биметаллической структуры.

Указанная цель достигается тем, что буровое долото содержит корпус с рабочим торцем, армированным износостойким материалом, твердость которого превышает твердость материала корпуса и породоразрушающие элементы, размещенные концентричными венцами на рабочем торце. Износостойкий материал расположен концентричными кольцами на рабочем торце корпуса между породоразрушающими элементами.

Сопоставительный анализ в прототипом показывает, что заявляемый износостойкий породоразрушающий инструмент отличается тем, что вместо цельной твердосплавной матрицы применяются ребра жесткости, заглубленные в тело матрицы и образующие биметаллическую структуру.

Таким образом, заявляемый породоразрушающий инструмент соответствует критерию изобретения новизна.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 представлен общий вид; на фиг.2 - виды расположения ребер; на фиг.З - профиль ребер жесткости.

Износостойкий породоразрушающий инструмент содержит стальной соединительный корпус 1, стальную матрицу 2, ос00

со

00

ел о

Сд)

нащенную режущими элементами 3 и ребра жесткости 4. Ребра жесткости 4 выполнены из карбида вольфрама либо материала, существенно превышающего по твердости основной материал матрицы 2 и заглублены в тело матрицы. Заглубление ребер жесткости 4 может быть выполнено на различную глубину, которая зависит от конкретных условий работы породоразрушагощего инструмента, характеристики и расхода промывочной жидкости.

Предлагаемый износостойкий породо- разрушающий инструмент изготовляется следующим образом.

Матрица 2 и ребра жесткости 4 соединяются в цельную конструкцию с помощью порошковой металлургии, режущие элементы 3 (резцы/штыри) соединяются с матрицей 2, либо пайкой, либо запрессовкой. Корпус изготовлен механической обработкой и соединен с матрицей 2-сваркой.

Износостойкий породоразрушающий инструмент работает следующим образом. При тзращательном бурении сплошным забоем промывочная жидкость-истекая из отверстий матрицы 2} удаляется, проходит через зону разрушения, захватывая частицы разбуриваемой породы и одновременно охлаждая режущие элементы 3, устремляется по межтрубному пространству. При этом в ней резко повышается содержание абразивных элементов. Проходя вдоль поверхности инструмента, абразивный буровой раствор стремится разрушить корпус 1 долота. Этот износ проявляется о форме кратерообразныхуглублений различной формы, причем величина таких вымоин зависит от твердости металла и длины поверхности, которая соприкасается с абразивом в виде бурового раствора. А

с увеличением кратера увеличение его идет быстрее.

Ребра жесткости 4 препятствуют распространению желобовидных образований

.их в зоне, находящейся между ними, либо вовсе исключает размыв корпуса в том случае, если ребра жесткости 4 расположены вдоль бурового раствора.

Заглубление ребер жесткости в матрицу

породоразрушающего инструмента позволит сократить расход дефицитного карбида вольфрама, по крайней мере в два-три раза. Кроме того, в кратерообразных выработках, при кратковременных замедлениях

циркуляции бурового раствора, образуются сальниковые накопления из мелких частиц шлама, таким образом происходит своеобразное эаштукатуривание кэнавочных выработок, что позволит сохранить неизменным распределение, потока жидкости, заложенного в первоначальную геометрию породоразрушающего инструмента, т.е. практически на протяжении процесса разрушения горной породы происходит саморегулирование геометрии корпуса. Износ становится подконтрольным и не достигает аномальных размеров.

Формула изобретения Долото для вращательного бурения, содержащее корпус с рабочим торцем, армированным износостойким материалом, твердость которого превышает твердость материала корпуса, и размещенные концентрическими венцами на рабочем торце

породоразрушающие элементы, отличающееся тем, что, с целью сокращения расхода износостойкого материала, последний расположен на рабочем торце корпуса между породоразрушающими элементами

концентричными кольцами.

Использование: бурение скважин различного назначения вращательным способом. Сущность изобретения: долото содержит корпус с рабочим торцем и размещенные на рабочем торце концентрическими венцами породоразрушающие элементы. Рабочий торец корпуса армирован износостойким материалом, расположенным между породоразрушающими элементами концентричными кольцами. Твердость износостойкого материала превышает твердость материала корпуса. 3 ил.

Фиг. 2

4 2

v г 4

г. J