Инструмент для бурения Советский патент 1981 года по МПК E21B10/34 

Изобретение относится к бурению скважин, а более конкретно к буровы долотам, для чередующихся по крепост пород. Известно буровое долото, содержа щее корпус с лапами, на которых закреплены поворотные диски со сменными резцами различной геометрии и зубьями, введенными в зацепление с зубьями механизма для периодическог поворота дисков, который имеет подпружиненный элемент, установленный в центральном канале долота l1. Недостатком указанного долота является то, что поворот режущих эл ментов происходит только в одном .направлении при включении насоса, т вне зависимости от крепости разбуриваемых пород, что не позволяет вводить в работу по разрушению забо резцы с рациональной геометрией и тем самым снижает эффективность бурения пород, чередующихся по крепости. Известно также буровое долото, содержащее корпус с лапами, на которых закреплены поворотные диски с резцами различной геометрии и которые взаимодействуют зубчатым реечным зацеплени ем с подпружиненным забурником, установленным в центральном канале долота 2. Однако в этом устройстве жесткое крепление дисков относительно колонны бурильных труб вызьвает преждевременный выход из строя резцов долота и резьбовых соединений всей колонны динамическими нагрузками и ударами, резко меняющимися при проходке твер дых пропластков породы. В более благоприятном отношении находится забурник, разрушающий лишь незначительную часть забоя. Кроме того, зубчатое соединение дисков и забурника трудоемко в изготовлении, а работа зубчатого реечного зацепления в буровом шламе даже при наличии интенсивной 3 промывки его буровым раствором затруднительна. Цель изобретения - увеличение стойкости резцов долота и упрощение его конструкции. Указанная цель достигается тем, что центральный забурник жестко свя зан с бурильной колонной, а корпус подпружинен по отношению бурильной колонны. Кроме того, механизм поворота вы полнен в виде цевок, установленных на центральном забурнике, и соответствующих им пазов на поворотных дисках. Такое выполнение инструмента для бурения с пружиной, на которой смон рован корпус с лапами, обеспечивает поставленную цель, поскольку пружин служит не только для возможности поворота дисков на угол, где диск вооружен резцами с соответствующей горной породе геометрией, но и служит в роли наддолотного амортизатора, значение которого при проходке перемедсающихся по твердости пород подчеркнуто практикой бурения. Кроме того, замена зубчатого реечного зацепления пазами на поворот ных дисках и цевками на забурнике значительно упрощает изготовление долота и, главное, увеличивает над ность взаимодействия дисков и забурника в работе в среде бурового пшама. На чертеже показа:н инструмент для бурения. Долото содержит забурник I, под соединенный своим верхним концом к буровой колонке (на чертеже не показанаV На забурник через шлицевое (шпоночное и т.д.) соединение 2 посажен корпус долота 3, который в своей нижней части имеет лапы 4. На осях 5 лап установлены с возможностью вращения диски 6, снабженные резцами 7 и 8 различной геометрии соответственно для мягких и для твердых пород. Нижний торец забурника вооружен сменной лопастью 9, вьпие которой в теле забу ника выполнен паз 10, в котором закреплены цевки 11 и частично размещены диски с выполненными в н пазами 12. В верхней части долота имеется гайка 13, служащая опорой пружины 14 и регулировочным элементом для поджатия этой пружины. 4 Инструмент для бурения работает следующим образом. При бурении мягких пород, когда сопротивление породы разрушению незначительно, корпус 3 с дисками 6 находится в нижнем своем положа НИИ (как и изображено на чертеже), при этом поворотные диски устанавливаются так, что в контакте с забоем скважины находится участок дискаоснащенный резцами 7. При встрече твердой породы и постоянной скорости бурения нагрузка (сопротивление породы разрушению) на диски 6 возрастает, в результате чего корпус 3, сжимая пружину 14, занимает верхнее положение относительно забурника 1, при зтом диски 6, находящиеся в зацеплении пазами 12 с цевками I), поворачиваются на некоторый и в,контакт с твердой породой вступают резцы 8 для бурения твёрдой породы. Когда твердый пропласток пройден и нагрузка на долото уменьшена,корпус 3 под действием пружины 14 идет вниз, поворачивая диски 6 в исходное положение. Таким образом, обеспечивается автоматически ввод в работу по разрушению забоя резцов с различными углами резания в зависимости от твердости пород. Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в том, что благодаря креплению корпуса долота с породоразрушающими резцами к буровому стану через пружину, вы-, полняющую роль наддолотного амортизатора, значительно (и 2-3 раза) увеличивается стойкость резцов, уменьшается износ осей поворотных дисков и резьбовых соединений в буровой колонне. Кроме того, уменьшается трудоемкость изготовления и повьпчается надежность в работе зацепления между забурником и поворотными дисками. Формула изобретения 1. Инструмент для бурения, содержащий бурильную колонну, центральный забурник, корпус с лапами, на которых закреплены поворотные дис-ки со смежными резцами различной геометрии, связанные с центральным забурником механизмом поворота, от