Буровое долото Советский патент 1982 года по МПК E21B10/00 

(54) БУРОВОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к долотам для бурения нефтяных и газовых скважин, а более конкретно к долотам со сменными породоразрушающими элементами. Известно шарошечно-лопастное доло то, подвижные лопасти которого разме щены между шарошками и выступают за их контуры. При бурении крепких пород лопасти утапливаются и в работу вступают шарошки t1 . Недостатком данного долота является применение неуправляемого механизма выдвижения лопасти, что снижает эффективность его работы. Известно также буровое долото, включающее корпус с выдвинутыми и утопленными режущими элементами 2. Недостатком известного долота является низкая эффективность его работы в связи с интенсивным износом режущих элементов. Цель изобретения - повышение надежности работы долота за счет возможности поочередного введения в процессе резания выдвинутых и утопленных режущих элементов. Указанная цель достигается тем, что в долоте, содержащем корпус с выдвинутыми и утопленными режущими элементами, выдвижными опорными штоками, поршень и механизм утапливания, установленный с возможностью взаимодействия с поршнем, механизм утапливания выполнен в виде стакана с зубчатым торцом и диска, который размещен над подпружиненным выдвижным опорным штоком, причем стакан установлен с возможностью взаимодействия зубчатым торцом с диском. При этом внутренняя поверхность стакана выполнена конической с меньшим основанием у диска. На фиг. 1 показана верхняя часть долота, разрез; на фиг. 2 - нижняя часть долота; на фиг. 3 - вставка с

выдвинутыми режущими элементами,.разрез; на фиг. - вставка с утопленными режущими элементами, разрез. Долото состоит из корпуса 1, поршня 2, который укреплен в корпусе при помощи защелки, включающей пальцы 3, втулку , пружины 5, фиксатор 6. Пальцы 3 расположены в отверстиях поршня 2 и в пазу корпуса 1. Во втулке М имеются пазы для прохода промывочной жидкости. Фиксатор 6 имеет отверстие А под головки пальцев 3. В верхней части фиксатора выполнено сферическое углубление под сбрасываемый щар. На поршне 2 установлено сто- is сферической. порное призменное кольцо 7 и два уплотнительных кольца 8. Нижняя часть поршня имеет коническую поверхность, пере(0дящую на конце в сферическую поверхьюсть. В .поршне имеются промывочные отверстия. ; Промывочные каналы поршня 2 при нижнем его положении расположены напротив каналов нижней части 9 корпуса долота. Такое совмещение промывочных каналов достигается благодаря шлицевому соединению поршня 2с корпусом .1., что исключает угловое смещение поршня 2. : В корпусе 1 имеется паз под стопор ное кольцо 7, а между нижней частью 9 корпуса и корпусом 1 установлено монт ажнре коль цо 10, позволяющее п роизводить при разборке долота выемку nopUJHfl 2 из корпуса Г после предварительного отвинчивания нижней части .Jcopnyca, присоединенной к нему при помрщи резьбы, б нижней части 9 расположены вставки С с выдвинутыми режущими элементами и вставки D с утоплейными режущими элементами. ВСТавка С (фиг. 3) состоит из втул ки II, в которую вставлен шток 12 с режущими элементами 13. Между головкой щтока и упорным кольцевым буртом втулки 11 расположена пружина Т. Над головкой штока 12 расположен диск 15 Арижатый к втулке 11 гайкой 16. Пружи на 1 находится в сжатом состоянии. гайке 16 установлен стакан 17. Для Предупреждения выпадения стакана 17 внутренняя поверхность отверстия гайки 16 и наружная поверхность стакана 17 выполнены кс)1ическими, таким образом, что гайка поджимает стакан 17 к диску 15. Стакан 17 в нижней торцовой части имеет два остроугольных резца По окружности торца. Внутренняя поверхность стакана выполнена конической с меньшим основанием у диска. Верхняя часть стакана имеет сферический контактный выступ. Втулка

11 имеет паз Е, размеры которого позволяют вмещать в него зубчатую часть стакана 17.

Вставка D (фиг. 4) имеет втулку 18, в которой установлены опорный

шток 19 с резцом 20 и пружина 21, расположенная между головкой штока 19 и кольцевым буртом втулки 18 и поджатая гайкой 22. Контактная поверхность опорного штока 19 выполнена Долото работает следующим образом. Долото опускают до забоя, нагружают и вращают бурильную колонку. иркулирующая.промывочная жидкость вымывает разбуренные частицы породы. Нагрузка нарежущие элементы вставки С передается с забоя скважины через штоки 12 на диск 15, гайку 16 и через втулку 11 вставки С - на нижнюю-часть 9 корпуса долота. После сработки режущих элементов 13 вставки С долото приподнимается над забоем скважины и производится промывка скважины и ючистка забоя от разбуренной породы. Лосл.е этого внутрь бурильной колонны бросается чугунный шар, который опускается на фиксатор 6 и ударяет по нему. Происходит движение фиксатора 6 вниз и заход головок пальцев 3 в бтверх:тие А фиксатора 6. В результате этого пальцы 3 выходят из пазов корпуса 1 и поршень 2 перемещается вниз до захода стопорнбго кольца 7 в паз. При движении поршня 2 вниз происходит выдвижение опорных штоков 19 с режущИми элементами и срез диска 15. После среза диска 15 зубцами стакана 17 шток 12 под действием пружины I перемещается вместе с частью диска 15 во внутрь стакана 17 и режущие элементы оказываются утопленными относительно корпуса долота. Стакан 17 входит в паз Е. В зафиксированном положении поршня 2 режущие элементы вставки С оказываются утопленными, а режущие элементы вставки Р выдвигаются в рабочее положение.. После этого долотомпродолжают бурить скважину. Нагрузка на режущие элементы вставки D с забоя скважины передаются через выдвижные штоки 19 на поршень 2 и через стопорное кольцо 7 - на корпус 1 долота.

Долото имеет две партии режущих элементов, вступающих последовательно вработу на забое скважины, что обеспечивает повышенную проходку и сокращение числа спуско-подъемных операций.s

Формула изобретения

и утопленных режущих элементов, механизм утапливания выполнен в виде стакана с зубчатым торцом и диска, который размещен над подпружиненным выдвижным опорным штоком, причем стакан установлен с возможностью взаимодействия зубчатым торцом с диском.

(прототип).

17

iS

iZ

Л

19