Инструмент для вращательного бурения скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B10/42 

(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОЮ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

. . . Изобретение относится к горной промышленносги, в частности к инструмен там для вращательного бурения взрывных скважин. Известен инструмент для вращательног бурения скважин, содержащий корпус, наклонные ребра, оснащенные породоразрушающими вставками, центральный и боковые каналы для очистного агента 1. Недостатком этого инструмента является низкая эффективность., связанная с некачественной очисткой забоя от шлама. Наиболее близким к предлагаемому по ; технической сущности и достигаемому ре зультату является инструмент для вра-; щательного бурения скважин, содержащий .корпус с хвостовиком, наклонные продольные рёбра армированные породоразрушаюшими вставками и калибрующими элементами, установленными над скважинообразуюпшми породоразрушающими вставками 2, Недостатком данного инструмента является малая механическая скорость буревия. Это связано со значительной контактной поверхностью калибрующих элементов со стенками скважины. Целью изобретения является повышение механической скорости бурения. Цель достигается тем, что расстояния от оси инструмента до рабочих торцов калибрующих элементов R и до скважинообразующнх вставок связаны соотношением . .-4ff R, J 0,97-0,99 При этом армированная калибрирующими элементами часть наклонных ребер выполнена съемной. На фиг. I изображен инструмент для вращательного бурения скважин, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, со стороны хвостовика. Инструмент состоит из корпуса I с тремя наклонными к его забурной части

. продольными ребрами 2, которые осна- , щепы породораэрушающими вставками 3. Вставки 3 в пазах ребер 2 удерживаются пальцами 4 со шплинтами. Для присоединения инструмента к буровым штангам (не показаны) на его корпусе выполнен резьбовой хвостовик 5. В корпусе I имеются каналы 6 для прохода сжатого воздуха. На цилиндрической части каждого ребра в специальном пазе устанавливается сменная часть 7, армированная калибрирующими элементами 8 в виде пластин твердого сплава или другого .

износостойкого магериала и удерживаемая в пазу пера пальцем 9. Рабочие торцы калибрующих элементов 8 и. скважинообразующих породоразрушающих вставрк 1 удалены от оси инструмента соответственно на расстояние R , которы связаны соотношением /Rpg 0,,99

В процессе бурения калибрующие элементы 8 не контактируют со стенками скважины, так лак их рабочие торцы расположены на меньшем радиусе Я«э рабочие торцы скважинообразующих породоразрушающих вставок lORj-., а, следоБатально, и не снижают механическую скорость бурения.

При обратном вращении инструмента и при его подъеме калибрующие элементы 8 оказываются впереди скважинообразующих вставок 9, что в сочетании с малой величиной зазора между внешними поверхностями элементов 8 и стенками скважины препятствует снятию толстых стружек тыльной стороной или торцом этих кромок, а следовательно, предохраняет их ог излома и соединительные пальцы 4 от среза.

На основании экспериментальных исследований установлено, что при COOTношении R«3/ffQg 0,99 с ественно снджаЗется механическая скорость бурения и повышается износ калибрующих элементов 8, а при (,97- -наблюдается сильная поперечная вибрация инструмента

R Последнее связано с тем, что при- о 9

RCB

скважинообразующие вставки 9 при nepieкосе штанг внедряются в стенки скважин значительно увеличивая ее диаметр по сравнению с диаметром инструмента.

Испытание предлагаемой конструкции инструмента в производственных условийх подтвердило, что постановка специальных сменных калибрующих частей на корпус инструмента, армированных пластинами твердого сплава, рабочие торцы которых удалены от продольной оси инструмента на 0,97-0,99 расстояния от этой же оси до калибрующих кромок скважинообразующих породоразрушающих вставок, устраняет поперечные вибрации бурового става в процессе бурения, предохраняет калибрующие кромки породоразрушающих вставок от излома при обратном вращении и соедиЕП1тельные пальцы от срза при подъеме бурового става, а также увеличивает долговечность корпуса инструмента. Все это позволило повысить производительность шарошечных станков на 15% и снизить стоимость буровых работ в 1,5 раза.

Формулаизобре гения

и до скважинообразующих вставок Р,цсвязаны соотношением

кз

Р 0,97-0,99.

св

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Е 21 В 9/О2, 1969 (прототип).