RU1799984C - Буровое шарошечное долото - Google Patents

Description

со ступенью большего диаметра к оси долота в надшарошечное пространство и может иметь в сечении круг, овал или другую форму . Площадь поперечного сечени  на входе центрального ступенчатого отверсти , на выходе из него тц, площадь бокового отверсти  fe, причем fe соизмеримо с Тц и f.

Буровое шарошечное долото работает следующим образом.

Поток промывочной жидкости поступает в ниппель и боковые промывочные каналы шарошечного долота. Благодар  тому, что в насадках 2 выполнены центральное отверстие и боковое отверстие, расположенное на цилиндрической поверхности, происходит разделение потока промывочной жидкости, подведенного к насадке. При этом часть потока поступает непосредственно на забой скважины, участву  в его разрушении и очистке от обломков выбуренной породы, а друга  часть направл етс  в надшарошечное пространство долота и используетс  дл  ликвидации сальника на его вооружении.

Скорости истечени  уц и ve соответственно из центрального и бокового отверстий должны быть разными в св зи с тем, что дл  поражени  забо  требуютс  существенно более высокие скорости, чем дл  очистки вооружени  шарошек. При равенстве скоростей истечений и одновременной реализации гидромониторного эффекта, как правило, происходит эрозионный износ корпусов шарошек.

Как известно, дл  реализации гидромониторного эффекта в зависимости от буримо- сти пород и типа долота скорость истечени  из насадки должна составл ть 100-150 м/с, Из практики конструировани  долота известно , что предельной скоростью, при которой сохран етс  смывающее воздействие струи, но не происходит интенсивного износа корпуса шарошек долота, прин та в зависимости от абразивности породы скорость в диапазоне 20-50 м/с. Таким образом , рациональным соотношением скоростей истечени  из центрального и бокового каналов насадки, обеспечивающим, с одной стороны, реализацию гидромониторного эффекта на забое скважины и очистку вооружени  долот, а с другой стороны, исключающим гидроабразивное изнашивание корпусов шарошек,  вл етс  отношение скоростей ve и vu, наход щеес  в диапазоне 0.1-0,5.

Стендовыми испытани ми, проведенными ВНИИБТ показано, что величина - проvu

порциональна отношению площадей

5

центрального входного f и выходного fu отверстий , причем оказалось, что изменение площади бокового отверсти  fe в диапазоне

f б f .. г- 1-1.5 на эту зависимость практически не

вли ет.

Из анализа зависимости (см. фиг. 3) следует , что вышеупом нутое рациональное соотношение может быть достигнуто при

0f

выполнении услови  1,1 ,1,

Тц

Указанные геометрические неравенства позвол ют сконструировать комбинированную насадку, обеспечивающую получение рационального соотношени  между скорост ми истечени  из центрального и бокового отверстий .

Така  конструкци  позвол ет осуществить подачу раствора как непосредственно

0 на поверхность забо  (СМ, фиг. 2) в виде сконцентрированной струи перед набегающей шарошкой дл  создани  гидромониторного .эффекта, так и в поперечном направлении - в надшарошечное простран5 ство и на. вооружение шарошек (02, фиг. 2). Последнее достигаетс  за счет создани  перепада давлени  на переходе от отверсти  большего к отверстию меньшего диаметра и преследует две цели: предотвращение саль® никообразовани  в пространстве над шарошками и на самих шарошках за счет распылени  потока 02 веером, вследствие чего, а также благодар  удаленности точки исхода указанного потока от тела шарошки

5 более чем в 2 раза по сравнению с прототипом размыв шарошек исключаетс ; увеличение механической скорости за счет образовани  поперечного потока, при этом число насадок N соотноситс  с числом ша® рошек п как , что известно, а на месте отсутствующей насадки может быть выполнена выемка (фиг. 2). В этом случае потоки жидкости из центрального отверсти  Qi, исход щие из боковых отверстий, складыва сь в поперечный поток Оз, выход т из надшарошечного пространства через выемку на месте одной из насадок.

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Буровое шар.ошечное долото, содержащее корпус с боковым промывочным каналом, закрепленные на корпусе породо- разрушающие шарошки и насадку с боковым отверстием, выходна  часть которого направлена в надшарошечное пространство, и соос- ными центральными отверсти ми, из Которых отверстие большего диаметра расположено над боковым отверстием, отличающеес  тем, что, с целью повышени 

   производительности долота за счет одновременного усилени  гидромониторного воздействи  струй на забой и предотвращени  сальникообразовани , выходна  часть бокового отверсти  насадки расположена в сторону оси долота, а сопр жение центральных отверстий выполнено ступенчатым, причем соотношение площадей центральных отверстий находитс  в пределах

   l.f f/fy 2,1.

   где f - площадь отверсти  большего диаметра , мм ;

   fy - площадь отверсти  меньшего диаметра , мм2.

   №/

   Фиг 2

   1

   г

   Фиг.З