Породоразрушающий буровой инструмент Советский патент 1982 года по МПК E21B10/06 

1

Изобретение относится к буровой технике, в частности к породоразрушающему буровому инструменту.

Известны долота с различными устройствами для измерения частоты враш,ения шарошек с помои ью индукционных преобразователей (датчиков), монтируемых на наружных поверхностях различных элементов долота 1.

Такое размещение индукционных преоб-. разователей препятствует углублению долота в забой. Углубление долота может осуществляться только на глубину, не превышающую 3/4 диаметра шарошек, что позволяет обеспечить необходимые измерения в установившемся режиме работы долот в процессе бурения на стенде и исключает возможность измерения частоты вращения шарошек долот и бурильных головок в скважине, а также частоты врашения шарошек бурильных головок на стенде, диаметр которых в 3-4 раза .меньше диаметра шарошек долот соответ.ствующих размеров.

Известно также шарошечное долото, которое состоит из корпуса с промывочными каналами и шарощек. В специальновыполненных для исследовательских целей сверлениях на лапах .долота устанавливались индукционные преобразователи. При этом для снятия электрических сигналов линии связи с преобразователей проходят по наружным поверхностям лап долота 2.

Недостатками такого шарои1ечного долота являются:

а)ослабление конструкции лап за счет сверления в них специальных отверстий для размещения преобразователей, что исключает возможность испольвания таких долот

10 по прямому назначению - для бурения скважин, не позволяет нагружать долото до необходимых верхних пределов осевой нагрузки;

б)прохождение линий связи по наруж15 ным поверхностям лап долота может привести к их обрывам или повреждениям в процессе бурения ири стендовых исследованиях и исключает возможность использования таких долот для исследования их кинематики в промысловых условиях;

20

в)регулировка индукционного преобразователя относительно зубьев шарошек может производиться только в осевом направлении, что не позволяет правильно пространственно ориентировать торец преобразователи отКСитсльио измерения -- зубьев опреде.чеиного венца шарошки и вследCTBiie этого приводит к уменьшению величины ;1олезного сигнала и (или) иояилению ложного сигнала от зубьев соеедних венцов iHapoHJKH.

Целью изобретения является еоздание 1;ородоразрун1аюшего бурового инетрумента е нозын1енной эффективностью его отработки путем повышения томности измерения частоты враи1ения HjapomeK при всех допустимых нагрузках с носледуюшим выбором oнти :aльныx нараметроЕ) режима е;О экснлу атаци1.

Для достижения указанной цели этого в иородоразрунииоьчем буровом инструменте над нромывочными каналами уетанав.ливается жестко закреиле1нк)е к корпусу нородоГйзрушаюшего бурового ииструмента опорное кольцо с выстуном па торцовой поверхности и эксцентричнп1ми пк-здами, в которых смонтированы амортизирующие манжеты, ф1-1Ксиру1О1ние раснолагаемые в промывочных каналах нреобразователи.

Породоразругпаюн 1ий буровой инструмент может быть как буровым долотом, так н бурильной головкой.

На фиг. 1 изображен нородоразрушаюпщй буровой ипструмент (шарошечная бурнльная го.ловка) с вмонтированными в него преслЗразователями (далчиками); на фнг. 2 опорное ко.льцо (узел Kiien.nehHH н регулировании но.тожения нреобразоватслей); на 4 и о -- оснащаюни.е элементг | OHODг)ойетво состоит 1;з корпуса 1, в Dac,очке 2 корпуса бурнл1)Ной 1оловки vcTanouлепо опорное кольцо 3, в гнездах 4 которО 0 с юмонозю амортизирующих манжет 5 укреп.пег.ы преобразователи 6, проходяник; чеi:ie3 нромьшочные капа.лы 7. Опорное кольцо 3 к корпусу с помощью струбiu-ii-. - - стяжек 8, проходящих как н сами преобразователи 6 через промывочные капал L-I 7,

Гпез;;а 4 кольца 3 Г1редназначе нм ;лля устан лвки преобразо1 ателей и имеют ступенчатую (Ьорму (с.м. разрез по А--А). В отр.ерс д-ie больнюго диаметра гнезда 4 вставлг;стея амортизирую1цая 5 (фиг. 3) с нро. через ее эксцентричное отверстпе преобразователем. Угюрны.м вклад ;;П ем 9 (фиг. 4) манжета 5 раснирается с помош,ью двух ни1илек и тем самым фнксирует положение преобразователя в пространстве. На фиг. 5 приведена струбн,.ина -- стяжка 8. Н кольн о одповре.менпо может быть установлено от одного до четырех нреобразовате.:сй в дан;;сг-мости от того, у екольких HiapoШск снлмгло ся кинематические характеристики.

Сочетание эксцентричных отверстий 1пезда кольца и аморт 1зируюшей манжеты нозволяет регулировать и фиксировать положение торца цреобразователя в пространстве

(в осевом и радиальном направлениях) отноеительно зубьев онределенного венца шарошкн на необходнмо.м расстоянии, обесиечиваюшем получение качествеш-юго нолезного сигпа,ла.

Одновременно обеснечивается легкий и

удобный доступ к дета.лям крепления,точная установка нреобразовате,1ей в дюбо.м из нромывочных каналов долота (илн бурнльной головки). Проводные каналы связи размен1аютея внутри долота (бурильной головки) и зашип1епы от внешних воздейетвий.

В Н1арошечном долоте ко,льцо уставав.ливастся на торце резьбового пиниеля долота и фиксируется навинченным на него нереводником.

Устройство работает еледуюн1,нм обра;,ом.

Вибра1и-1и, возника.онше в бурильной головке, гасятся в амортизнруюгцей манжете 5. по улучшаел условия работы преобразовате.леи частоты вращения и ооеспечивает передачу чистых сигналов. В iponecce работы, в зависимости от целей неследования, на ленте осци.ллографа фиксируются:

а)частота вращения четырех (или одной, или двух, или трех) шарошек нородораз)ушающего бурового инструмента;

б)частота вращения нородоразрун1аюnicro бурового инетрумента;

в)осевая на.рузка;

г подача промывоч11ОЙ жидкости; д) 1фаша;-оп1ий момент;

е) механическая еко|К)сть проходки и т.н.

ЛОМ кренлення и регулирования положения

преобразователей обеспечивают иенользование его для онределения прн бурении частоты вр андения шарошек бурильн1 1х го.яовок и;1И HiapoHjeHHbix доло;, имеющих ноомыво;ные каналы незавиеимо от размеров H.iapon:ei н их количества, лто позволяет .-нсполь зовагь eio для выбора онтимальглых на|)а.метров режима бурения поро.доразрунгающим инструментом и повышения технико-эконо.мических ноказателей его экснлуата 1ии.

1 ородоразрун1аюн1.ий буровой инструмент, включаюншй корнуе е ноомывочныкп каналами с установленными в них преобразователями частоты вранхения и niapoiuKH, отличающийся тем, что. с нелыо новьннени;-: эффсктивности его отработкн нчте.м повышенля-точности измерения частоты врашл-ния 1нарон.1ек нри разных нагрузках, над промывочнь;мн каналами устаповлено жестко связанное с корпусом OHOtiHoe кольцо с выстуfiOM на лорцовой поверхности п эксцептричHbHviH гнезда.ми, в которых размешены амортизирующие манжеты, фиксирующие преобразователи частоты вращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Отчет ВНИИБТ, 1971-1972. Л :..

2.Симонов В. В., Выскребцов В. V. Работа luapOHieMHbix долот и и. совершенствование. М., «Недра, 1975. с. 82, рис. 49 (прототип).

Ч К

А-А

J

5-5

в-в

fui.. г

5

Фиг.