Колонковое долото

 

КОЛОНКОВОЕ ДОЛОТО, состоящее из корпуса с промывочными каналами, лопастей, армированных износостойкими вставками, и центральной кернообразующей части, выполненной в виде опережающей ступени, отличающееся тем, что, с целью увеличения выноса керна в слабосцементированных и сильно трещиноватых породах, отнощение высоты опережающей части ступени к ее щирине равно 1,2-1,6. (Л N5 оо 00 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зсмк E 21 В 10/02

В

t;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3371978/22-03 (22) 28.12.81 (46) 15.07.83. Бюл. № 26 (72) И. И. Барабашкин, А. Б. Михальчук и Луис Сианка-Ибарра (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (53) 622.24.051.56 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 791890, кл. Е 21 В 10/00, 1977.

2. Палий П. А. и др. Буровые долота.

М., «Недра», 1971, с. 31.9 (прототип).

„„SU„„1028830 A (54) (57) КОЛОНКОВОЕ ДОЛОТО, состоящее из корпуса с промывочными каналами, лопастей, армированных износостойкими вставками, и центральной кернообразующей части, выполненной в виде опережающей ступени, отличающееся тем, что, с целью увеличения выноса керна в слабосцементированных и сильно трещиноватых породах, отношение высоты опережающей части ступени к ее ширине равно 1,2 — 1,6.. 41

Ю

102883

Изобретение относится к бурению, а именно к колонковому долоту для бурения скважин с отбором керна.

Известно колонковое долото, оснащенное износостойкими вставками, у которого центральная кернообразующая часть сделана вставной и жестко скрепленной с остальной частью корпуса. Такая конструкция облегчает технологию изготовления долота, улучшает калибровку керна при бурении достаточно плотных и абразивных пород (1). 10

Однако отсутствие опережающей ступени с изоляцией керна от воздействия прямого потока промывочной жидкости не позволяет этому долоту качественно отбирать керн из слабосцементированных, размываемых жидкостью, пород.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является колонковое долото, состоящее из корпуса с промывочными каналами, лопастей, армированных износостойкими вставками, и центральной кернообразующей части, выполненной в виде опережающей ступени (2).

Недостатком этого долота является воздействие прямого потока промывочной жидкости на основание керна, а также отсутствие возможности регулирования высоты опережающей ступени в зависимости от геоло о-технических условий бурения. Из-за этого поток промывочной жидкости взаимодействует с керном и разрушает его, особенно при проходке слабосцементированных и сильно трещиноватых пород.

Отсутствие изоляции керна от воздействия промывочной жидкости у долота объясняется нерациональным соотношением высоты опережения h к ее ширине в, при котором = 0,5 — 1,0, а та кж е а р м и ров кой on ереЬ жающей ступени, выполненной таким образом, что между основной частью забоя, где выходит поток жидкости, и его опережающей частью, где образуется керн, нет препятствий для перетока жидкосги и ее пря- 40 мого воздействия на керн.

Цель изобретения — увеличение выноса керна в слабосцементированных и сильно трещиноватых породах.

Цель достигается тем, что в колонковом долоте, состоящем из корпуса с промывочными каналами, лопастей, армированных износостойкими вставками, и центральной кернообразующей части, выполненной в виде опережающей ступени, отношение высоты опережающей части ступени к ее ширине gp равно 1,2 —,1,6.

При отборе керна в рыхлых, слабосцементированных породах с твердостью по штампу до 15 — 20 кг/мм существует оптимальная величина опережения сменных кернообразующих коронок, колеблющаяся в пределах 11-- 55

19 мм. При опережении менее и более этой величины вынос керна резко снижается, что объясняется следующим.

При малом опережении сменной. коронки на керн воздействует прямой поток.жидкости и размывает его. При слишком большом опережении затрудняется охлаждение рабочей части коронки, последняя перегревается и передавая свой нагрев породе прижигает и уплотняет входящий в керноприем керн.

Вынос керна в таких условиях резко снижается.

Кроме того, при бурении в указанных выше условиях оптимальная величина ширины кольцевой рабочей поверхности опережающей сменной кернообразующей коронки равна 9 — 12 мм. Это объясняется тем, что при дальнейшем увеличении ширины опережающей сменной коронки ухудшается теплоотвод и затрудняется вынос шлама с опережающего забоя, кроме того, опережающий торец может попасть в область прямого воздействия потока промывочной жидкости, истекающей из промывочных каналов, что приводит к размыву керна. Уменьшение ширины кольцевой рабочей поверхности опережающей сменной коронки хотя и мало влияет на процент выноса керна, но ограничено условием эксплуатационной прочности последней.

Таким образом, исходя из оптимальных величин высоты и. ширины опережения кольцевой рабочей поверхности сменной коронки, отношение оптимальной высоты h опережения сменной кернообразующей коронки к ее ширине в находится в пределах 1,2 — 1,6.

На фиг. 1 изображено колонковое долото, вид со стороны рабочего торца; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; »а фиг. 3— рабочая часть долота со сменной коронкой с максимальным вылетом; на фиг. 4 — зависимость выноса керна К от соотношения высоты h к оптимальной ширине в опережающей коронки.

Долото включает корпус 1, муфту 2 с присоединительной резьбой, а также сменную кернообразующую коронку 3, оснащенную износостойкими вставками 4 и закрепляемую в корпусе на резьбе.

Корпус имеет три лопасти 5, оснащенные износостойкими вставками 6. Промывка осуществляется через боковые промывочные каналы, выходящие в непосредственной близости от забоя.

Колонковое долото, снабжается комплектом из двух-трех сменных кернообразующих коронок, имеющих оптимальную ширину кольцевой рабочей части и различную, но находящуюся в оптимальном диапазоне, высоту опережения, изолирующих керн от прямого потока промывочной жидкости.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого долота заключается в том, что используя оптимальное соотношение высоты и ширины опережакццей части долота, с учетом изоляции керна от прямого воздействия потока жидкости, можно добить1028830

ФР7.3

К%

Д5 Ц я

Фсл.л

Составитель Н. Панин

Редактор Н. Киштулинец Техред И. Верес K,04i«":;ор,!. Ьокшан

Заказ 4917 29 Тираж 603 (и ),il, 1.: i

ВНИИПИ Государственного Kovè T«-.- i.i.ÃÐ по делам изобретений н о-:крь гий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на . -. 4 5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. 11роектная, 4 ся максимального выноса керна при бурении в рыхлых, сильно трещиноватых, слабосцементированных породах.

Возможность же варьирования в оптимальных пределах высотой опережения н соответствии с геолого-техническими условиями бурения путем установки сменных коронок разной высоты расширяет область эффективного использования предлагаемого колонкового долота.