Буровой инструмент для вращательного бурения скважин

 

Использование: изобретение относится к горной промышленности и может применяться при разработке пород буровым инструментом при вращательном бурении скважин. Сущность изобретения: для изменения диаметра скважины в процессе бурения режущими элементами с меньшим сопротивлением резанию буровой инструмент включает корпус, на котором закреплены перья с возможностью ограниченного поворота вокруг своих осей и взаимодействия друг с другом в крайних положениях. На перьях установлены основные и дополнительные режущие элементы в виде заостренных твердосплавных пластин. Дополнительные режущие элементы расположены со стороны, противоположной основным. Перья имеют профилеобразующие пластины, установленные по образующим перьев и на основных режущих элементах. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровому инструменту для вращательного бурения скважин.

Известен буровой инструмент для вращательного бурения скважин, включающий корпус с перьями, которые закреплены в корпусе с возможностью вращения вокруг своих осей, и режущие элементы, импрегнированные в сплав (авт.св. N 1680925, кл. Е 21 В 7/28,1989 г.). Недостатком указанного бурового инструмента является то, что изменение диаметра скважины в процессе бурения происходит за счет того, что раздвижение перьев осуществляется вручную, например толкателем, а так как режущие элементы импрегнированы в сплав, то в результате возникает большое сопротивление резанию при бурении.

Наиболее близким техническим решением, принятым авторами за прототип, является буровой инструмент для вращательного бурения, включающий корпус с перьями, которые закреплены на корпусе с возможностью ограниченного поворота вокруг своих осей и взаимодействия друг с другом в крайних положениях, и режущие элементы, закрепленные на перьях (Патент РФ N 2012766, кл. Е 21 В 10/46,1991 г. ). Недостатком данного бурового инструмента является то, что изменение диаметра скважины в процессе бурения осуществляется за счет выполнения режущих элементов бурового инструмента округлой формы, что создает большое сопротивление резанию при бурении скважины.

Целью изобретения является изменение диаметра скважины в процессе бурения режущими элементами с меньшим сопротивлением резанию.

Цель достигается благодаря тому, что перья бурового инструмента снабжены дополнительными режущими элементами, которые выполнены в виде заостренных пластин из твердого сплава и расположены со стороны, противоположной основным режущим элементам.

Кроме того, перья бурового инструмента имеют профилеобразующие пластины, которые закреплены по образующим перьев и на основных режущих элементах.

На фиг. 1 показан вид сверху при сдвинутых перьях; на фиг.2 вид сверху при раздвинутых перьях; на фиг.3 вид сбоку при сдвинутых перьях и сечение по А-А,Б-Б,В-В на фиг.1; на фиг.4 вид сбоку при раздвинутых перьях и сечение по Г-Г,Д-Д,Е-Е,Ж-Ж на фиг.2.

Буровой инструмент для вращательного бурения скважин включает корпус 1, на котором закреплены с возможностью ограниченного поворота вокруг своих осей 2 и взаимодействия друг с другом в крайних положениях перья 3. На перьях 3 закреплены режущие элементы 4 и дополнительные режущие элементы 5. Дополнительные режущие элементы 5 выполнены в виде заостренных пластин из твердого сплава и расположены на перьях 3 со стороны, противоположной основным режущим элементам 4. Кроме того, перья 3 имеют профилеобразующие пластины 6, которые закреплены по образующим перьев 3 и на основных режущих элементах 4. Корпус 1 бурового инструмента присоединяется к бурильной колонне (не показана).

Работа бурового инструмента для вращательного бурения скважин осуществляется следующим образом. При бурении скважины меньшего диаметра, под действием осевой нагрузки и крутящего момента бурильной колонны (не показана), происходит внедрение режущих элементов 4 бурового инструмента в горную породу забоя скважины. Перья 3 находятся в сдвинутом до упора положении. При этом дополнительные режущие элементы 5 в виде заостренных пластин из твердого сплава, расположенные на перьях 3 со стороны, противоположной основным режущим элементам 4, и профилеобразующие пластины 6, закрепленные по образующим перьев 3 и на основных режущих элементах 4, в работе не участвуют.

При необходимости бурения скважины большего диаметра, например при заклинивании бурового става (не показан), отключают подачу бурильной колонны (не показана) с буровым инструментом на забой скважины и производят изменение направления вращения бурового инструмента с оттягиванием бурильной колонны (не показана) от забоя скважины. При этом за счет контакта профилеобразующих пластин 6 со стенками скважины происходит раздвижение перьев 3, дополнительные режущие элементы 5 в виде заостренных пластин внедряются в горную породу и производят расширение скважины, разгружая заклиненный буровой став (не показан).

При последующем бурении скважины осуществляют обратные операции, т.е. одновременно производят изменение направления вращения бурового инструмента и подачу бурильной колонны (не показана) с буровым инструментом на забой скважины.

Формула изобретения

Буровой инструмент для вращательного бурения скважин, включающий корпус с закрепленными на нем с возможностью ограниченного поворота вокруг своих осей и взаимодействия друг с другом в крайних положениях перьев с закрепленными на них режущими элементами, отличающийся тем, что перья бурового инструмента оснащены дополнительными режущими элементами в виде заостренных пластин из твердого сплава, расположенных со стороны, противоположной основным режущим элементам и имеют профилеобразующие пластины, закрепленные по образующим перьев и на основных режущих элементах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4