Буровое долото Советский патент 1980 года по МПК E21B10/00 

1

Устройство относится к области бурения нефтяных и газовых скважин с отбором керна или сплошным забоем,в частности к буровым долотам режуще-скалывакхцего действия.

Известно буровое долото режущескалывающего действия, содержащее корпус с промывочными каналг1ми, выполненными в нем и выведенными на его нижнюю торцовую поверхность, армированную износостойкими породоразрушаюдими вставками с режущей головкой , установленными по концентрическим относительно центральной оси долота окружностям 1.

Недостатком устройства является плохо обтекаемая форма рабочей поверхности и большая первоначальная площадь ее контакта с породой, вследствие чего в процессе разрушения перед ней образуется ядро уплотненной и измельченной в порошок породы, так называемый породный клин, на образование которого расходуется энергия. Кроме того, породный клин является источником скачкообразного изменения тангенциальных усилий на долоте, что отрицательно сказывается на долговечности породоразрушающих элементов и бурильного инструмента.

Целью изобретения является снижение энергоемкости процесса разрушения породы и долговечности долота.

Это достигается тем, что режущая поверхность каждой из головок образована выпуклой и вогнутой поверхностями, горизонтальная проекция линии пересечения которых ориентирована вдоль концентрической окружности.

10

На фиг.1 изображено буровое долото для бурения с отбором керна, общий вид; на фиг.2 - породоразрушающая вставка элемента, общий вид; на фиг.З - то же, вид сверху; на фиг.4 сечение А-А на фиг.2; на фиг.5 - се15чение Б-Б на фиг.З.

Устройство состоит из корпуса 1 с промывочными каналами 2, в котором установлены и закреплены износостойкие породоразрушаюшие вставки 3

20 с режущими головками.

Па боковой поверхности корпуса 1 размещены калибрующие элементы 4 (стрелкой В показано направление вращения долота).

25

Породоразрушающие.вставки 3 размещены на нижнем торце корпуса 1 так, что горизонтгшьная проекция линии пересечения (ребра)5, выпуклой б и 30 вогнутой 7 поверхностей режущей головки совпадает с дугой окружности, концентричной относительно оси вращения долота. Задняя поверхность 8 выполнена в виде у,частка сферической поверхности. Породоразрушающая вставка имеет цилиндрически хвостовик 9, с помощью которого она «закрепляется JB корпусе 1 долота.

Ребро 5 в своем сечении выполнено с небольшим эакруглеиным радиусом

Переходы 10 между криволинейными поверхностями 6 и 7 и цилиндрически хвостовиком 9 выполняются плавными. Поверхности б, 7 и частично 8 перекрываются износостойким слоем из синтетических алмазов или других износостойких материалов, а сердцевина вставок 3 выполняется из материала, имеющего высокую вязкость и прочность на сжатие и изгиб.

Работает устройство следующим образом.

С помощью резьбы долото соединяет,ся с валом привода бурильного инструмента и спускается в скважину. При вращении его на забое в направлении, показанном стрелкой В под действием осевой нагрузки породораз.руыающие вставки внедряются в породу и своими поверхностями. 6 и 7 скалывают ее. При этом вставка 3 движется вокруг оси долота по спирали вниз и его ребро 5 постоянно находится в близком контакте с це ликом породы. Разрушающая порода удаляется с забоя потоком промывочной жидкости, вы содящим из каналов 2

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства заключаются в повышении эффективности разрушения горных пород, так как уменьшаются размеры ядра уплотнения перед передней рабочей поверхностью породоразрушающих элементов и вследствие этого снижается энергоемкость процесса разрушения. Кроме того, ; увеличивается боковое скалывающее действие породоразрушагацих элементов- и эффект слияния соседних зон разрушения, уменьшается динамично сть работы долота и бурильного инструмен :а, уменьшается контактная поверхность долота и необходимое количество породоразрушающих элементов для полного перекрытия забоя, созда0 ются условия для более равномерного износа передней рабочей поверхности породоразрушаюцих элементов, значительно увеличивается механическая скорость бурения и эффективность ис5 пользования износостойких материалов .

Формула изобретения

Буровое долото режуще-сксьлываюсцего действия, содержащее корпус с промьшочными каналами, выполненными в нем и выведенными на его нижнюю торцовую поверхность, армированную иэно5 состойкими породоразрушающими вставками с режущей 1оловкой, установлен;ными по концентрическим относительно центргшьной оси долота окружностям, отл ичающеес я тем, что,

0 с целью снижения энергоемкости процесса разрушения породы и долговечности долота, режущая поверхность каждой из головок образована выпуклой и вогнутой поверхностями, гориJ зонтальная проекция линии пересечения которых ориентирована вдоль концентрической окружности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3.071201,

кл. 175-410, опублик. 01.01.63.