Буровое долото режуще-скалывающего действия

 

Использование: породоразрушающий инструмент, в частности буровые долота для бурения скважин. Сущность: в буровом долоте режуще-скалывающего действия патрубок имеет несколько каналов. Каналы расположены симметрично относительно оси патрубка. Выходные части каналов наклонены к горизонтальной плоскости так, что проекции их осей на эту плоскость проходят касательно к окружности, симметричной относительно оси патрубка, и направлены против направления вращения долота. 2 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам, и применяется при бурении скважин.

Известно буровое долото, включающее корпус, главный канал для подачи бурового раствора, множество отверстий, связанных с главным каналом, множество вращающихся корпусов насадок, установленных в отверстия, и множество каналов в насадках, которые имеют выходные отверстия для выпуска бурового раствора, расположенные так, чтобы касательный компонент вращал корпуса насадок относительно их продольной оси, и таким образом это приводит к широкому распределению бурового раствора, что улучшает очистку долота и забоя от шлама /1/.

Недостатком данного изобретения является то, что твердые частицы, содержащиеся в буровом растворе, попадая меду трущимися поверхностями вращающегося корпуса насадки и корпуса долота, быстро приводят к заклиниванию корпуса насадки.

Известно буровое долото, принятое за прототип, содержащее корпус с центральным каналом и центральный промывочный узел в виде гибкого патрубка с насадкой и грузом на нижнем конце, выполненным в виде втулки и установленными концентрично для осуществления планетарно-ориентированного направления потока промывочной жидкости /2/.

Недостатком прототипа является то, что вследствие меньшего проходного сечения насадки по сравнению с проходным сечение гибкого патрубка давление в нем больше давления в призабойной зоне и это вызывает увеличение напряжений в гибком патрубке, тем самым снижая его долговечность и уменьшая амплитуду его колебаний, а следовательно, и радиус воздействия струй на забой.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и надежности работы долота за счет наибольшего использования гидравлической энергии направляемых струй промывочной жидкости.

Цель достигается тем, что буровое долото содержит корпус с центральным промывочным каналом, прикрепленные к корпусу породоразрушающие лопасти и центральный промывочный узел, выполненный в виде гибкого патрубка. Гибкий патрубок имеет несколько промывочных каналов для подачи бурового раствора, расположенных симметрично относительно оси патрубка, причем выходные части каналов наклонены к горизонтальной плоскости так, что проекции осей каналов на эту плоскость проходят касательно к окружности, симметричной относительно оси патрубка, и направлены против направления вращения долота.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в гибком патрубке выполнено несколько асимметричных каналов, выходные части которых наклонены к горизонтальной плоскости и скорректированы против направления вращения долота. Таким образом, заявляемое буровое долото режуще-скалывающего действия соответствует критерию изобретения "новизна".

Замена гибкого патрубка с насадкой и грузом на конце на гибкий патрубок с несколькими каналами, выходные части которых наклонены к горизонтальной плоскости и скорректированы против направления вращения долота, увеличивает надежность работы долота, т. к. исключается возможность выхода из строя патрубка из-за повышенного давления внутри патрубка. Располагая внутренние промывочные каналы так, что касательные составляющие реактивной силы истекающего из каналов бурового раствора создавали крутящий момент относительно оси патрубка, придавая ему дополнительное скручивающее усилие, и это дополнительное возмущающее воздействие обеспечивает увеличение амплитуды колебаний гибкого патрубка, тем самым расширяя область воздействия струй бурового раствора на забой и породоразрушающие элементы, что ведет к эффективному использованию энергии потоков и, следовательно, к эффективной работе долота.

Наличие новых свойств указывает на соответствие заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг.1 показано долото, разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Долото состоит из корпуса 1 с центральным промывочным каналом 2, лопастей 3, разделяющих промывочный канал 2 на сектора, установленного над лопастями гибкого патрубка 4 с внутренними каналами 5, расположенными асимметрично, выходные части которых наклонены к горизонтальной плоскости и сориентированы против направления вращения долота.

Работа долота осуществляется следующим образом. В процессе бурения осуществляют вращения долота с осевой нагрузкой на него. При этом через долото прокачивают буровой раствор, который проходит через гибкий патрубок 4 и истекает струями из каналов 5. В процессе вращения долота на гибкий патрубок 4 действуют центробежные и другие растягивающие усилия, которые в сочетании обеспечивают планетарное (относительно оси долота) движение нижнего конца гибкого патрубка 4. Колебания гибкого патрубка 4 усиливаются тем, что касательные составляющие 6 реактивной силы выходящего из каналов 5 бурового раствора придают дополнительное скручивающее усилие. Все это в совокупности позволяет получить направленно-ориентированные потоки бурового раствора, воздействующее на забой по различным радиусам.

Формула изобретения

Буровое долото режуще-скалывающего действия, включающее корпус с центральным промывочным каналом, закрепленные к корпусу породоразрушающие лопасти и центральный промывочный узел в виде гибкого патрубка, отличающееся тем, что в патрубке выполнено несколько каналов, расположенных симметрично относительно оси патрубка, причем выходные части каналов наклонены к горизонтальной плоскости так, что проекции их осей на эту плоскость проходят касательно к окружности, симметричной относительно оси патрубка, и направлены против направления вращения долота.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2