Буровое долото
Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам с алмазным вооружением для бурения скважин без отбора керна. Обеспечивает повышение эффективности работы долота благодаря улучшению режима промывки, предотвращающего прижог долота. Буровое долото включает полый корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и сдвоенные очистные каналы, одни из которых - отводные - оснащены соплом и сообщены с полостью корпуса, а другие - с центральной камерой на наружной поверхности корпуса. Отводные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, при этом каждая втулка снабжена биметаллической пластиной, которая жестко соединена с корпусом втулки и при повышении температуры корпуса перекрывает проходное сечение очистного канала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым долотам, преимущественно с алмазным вооружением.
Известно буровое долото, содержащее полый корпус с напорными каналами и центральной выемкой, соединенной посредством радиальных каналов и отводного отверстия соответственно с напорными каналами и затрубным пространством, и армированные породоразрушающими элементами лопасти (см. авт. св. СССР №791905, кл. Е21В 10/46, 1980 г.).
Недостатком этого долота является малая механическая скорость бурения, связанная с низкой эффективностью очистки забоя от шлама из-за образования на забое скважины застойных зон и повторного измельчения шлама породоразрушающими элементами.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и сдвоенные очистные каналы, один из которых оснащен соплом и сообщен с полостью корпуса, а другой - с центральной камерой на наружной поверхности корпуса (см. авт. св. СССР №1134690, кл. Е21В 10/60, 1985 г.).
К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую энергоемкость процесса разрушения породы и вероятность прижога долота, особенно при оснащении его природными или искусственными алмазами.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем снижения энергоемкости процесса разрушения породы и исключения вероятности прижога долота.
Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающим корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и сдвоенные очистные каналы, один из которых оснащен соплом и сообщен с полостью корпуса, а другой - с центральной камерой на наружной поверхности корпуса, согласно изобретению отводные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, при этом каждая втулка снабжена биметаллической пластиной, которая жестко соединена с корпусом втулки и при повышении температуры корпуса перекрывает проходное сечение очистного канала.
Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что втулки с биметаллическими пластинами размещены в отводных каналах разъемно.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид долота в продольном разрезе, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.
Предложенное буровое долото содержит корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и лопастями 3, армированными породоразрушающими элементами 4, и очистную систему, содержащую напорные 5 и сдвоенные очистные каналы 6 и 7. Очистные каналы 6 и 7 соединены между собой посредством камеры 8, расположенной непосредственно над выходным торцом эжекционного сопла 9. В качестве породоразрушающих элементов 4 могут использоваться как природные, так и искусственные алмазы. Каждый очистной канал 7, соединяющий полость 10 корпуса 1 с затрубным пространством, оснащен съемной втулкой 11 с прямоугольным проходным каналом, в каждом из которых размещена биметаллическая пластина 12, оба конца которой жестко соединены с корпусом втулки 11. При повышении температуры корпуса 1 долота биметаллическая пластина 12 максимально перекрывает проходное сечение очистного канала 7. Это достигается благодаря тому, что один из элементов биметаллической пластины 12 при нагреве корпуса 1 удлиняется на большую величину по сравнению с другой. По этой причине биметаллическая пластина 12 изгибается и прижимается к стенкам втулки 11, которая благодаря своей прямоугольной форме проходного сечения втулки 11 обеспечивает почти полное перекрытие проходного сечения очистного канала 7 и подачу всего объема промывочной жидкости через напорные каналы 5.
Принцип работы бурового долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 4 внедряются в породу и разрушают её. Разрушенная порода удаляется на поверхность промывочной жидкостью, которая подается на забой через напорные каналы 5. При этом благодаря созданию очистными каналами 6 и 7 зон разряжения улучшается эффективность удаления шлама из центральной камеры 13 долота, соединенной с очистными каналами 6 и 7. В процессе разрушения породы происходит нагрев корпуса 1, что может привести к прижогу долота, особенно при использовании алмазного вооружения. Для исключения этого долото оснащено биметаллическими пластинами 12, которые регулируют количество подаваемой жидкости через напорные 5 и очистные каналы 6 и 7. При нагреве корпуса 1 до определенной температуры биметаллические пластины 12 в очистных каналах 7 принимают изогнутую форму и перекрывают проходное сечение каналов 7. В этом случае основная масса жидкости подается на забой через напорные каналы 5, создавая подпор и способствуя лучшему охлаждению породоразрушающих элементов 4 и предотвращению прижога долота. Использование разъемного соединения втулки 11 с корпусом 1, например посредством резьбы, расширяет возможности регулирования режима промывки.
Таким образом, предложенная конструкция бурового долота позволяет повысить эффективность его работы путем снижения энергоемкости процесса разрушения породы благодаря оптимизации режима промывки в процессе всего времени работы долота.
1. Буровое долото, включающее полый корпус с присоединительной резьбой и лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочной системой, содержащей напорные и сдвоенные очистные каналы, одни из которых - отводные - оснащены соплом и сообщены с полостью корпуса, а другие - с центральной камерой на наружной поверхности корпуса, отличающееся тем, что отводные каналы оснащены втулками с прямоугольным проходным сечением, при этом каждая втулка снабжена биметаллической пластиной, которая жестко соединена с корпусом втулки и при повышении температуры корпуса перекрывает проходное сечение очистного канала
2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что втулки с биметаллическими пластинами размещены в отводных каналах разъемно.
