RU2000419C1 - Буровое шарошечное долото - Google Patents

Abstract

Использование: бурова  техника, а именно породоразрушающий инструмент с устройствами, обеспечивающими гарантированное удержание шлама в полости кожуха. Сущность: в буровом шарошечном долоте накопительна  камера 10 выполнена в виде расточки. Диаметр камеры 10 превышает диаметр входного отверсти  9 конфузора 8 и выходного отверсти . Входна  часть 8 расположена ниже выходной части 11. Камера 10 расположена между конфузором 8 и выходной частью 11. Выходна  часть 11 выполнена цилиндрической. При работе интенсивно удал етс  шлам. 3 ил.

Description

S-S

Ј

Фиг.3

ю о о

§

ю

о

Изобретение относитс  к буровой технике и касаетс  породоразрушающего инструмента , в частности буровых долот с устройствами, обеспечивающими гарантированное удержание шлама в полости кожуха .

Известно буровое шарошечное долото, содержащее шарошку с вооружением, лапу с передней по ходу вращени  и задней боковыми гран ми и спинкой, шламосборную емкость.

Недостатком известного долота  вл етс  ограниченные возможности, св занные с очисткой от шлама и металлических частиц только опоры долота. Очистка же забо  и призабойной зоны от шлама и металлических частиц в известном долоте не осуществл етс .

В процессе работы долота на забое скапливаютс  выпавшие зубки, крупный шлам из зоны забо  и зоны контакта спинки лапы со стенкой скважины, что в конечном счете снижает производительность долота.

Наиболее близким из известных  вл етс  буровое шарошечное долото, содержащее лапу с цапфой, установленную на цапфе шарошку с вооружением и наклонный сквозной шламосборный канал, выполненный в лапе долота и включающий входную конфузбрную часть на набегающей по ходу вращени  грани лапы, накопительную камеру и выходную цилиндрическую часть на противоположной грани.

Недостатком известного долота  вл етс  невозможность использовани  эжекцион- ного эффекта вытекающей из цилиндрического канала струи дл  выноса шлама с забо , т.к. указанна  стру  направлена вниз к забою.

Кроме того накопительна  камера в известном устройстве может быть закупорена металлошламом.

Цель изобретени  - повышение производительности путем интенсификации выноса шлама с забо  и повышени  разрушающей способности долота.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в буровом шарошечном долоте, содержащем лапу с цапфой, установленную на цапфе шарошку с вооружением и наклонный сквозной шламосборный канал, выполненный в лапе долота и включающий входную конфу- зорную часть на набегающей по ходу вращени  грани лапы, накопительную камеру и выходную цилиндрическую часть на противоположной грани входное отверстие сквозного канала расположено ниже выходного , а диаметр накопительной камеры превышает диаметр выходного отверсти 

конфузора и выходного отверсти  цилиндрической части.

Выполнение выходного отверсти  канала выше входного, т.е. смещение его в сторону ниппел  обеспечивает закручивание выход щего из него потока промывочной жидкости. Этот поток возникает в так называемой застойной зоне долота, исключает хаотическое блуждание шлама в области лапы и осуществл ет его транспортировку за счет возникающего закручивани  эжекци- онной струи. Выполнение накопительной емкости с габаритами, превышающими размеры смещенных отверстий, позвол ет ме

ханически складировать металлическую

мелочь и выносить шлам с забо .

Сравнение предложенного технического решени  не только с прототипом, но и с другими техническими решени ми в данной

0 области техники не позволило вы вить в них признаки, отличающие предложенное устройство от прототипа, что позвол ет сделать вывод о соответствии предложени  критерию изобретени  Существенные от5 личи .

На фиг.1 изображена секци  предложенного шарошечного долота; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2,

0 Буровое шарошечное долото содержит лапу 1 с цапфой 2. Лапа 1 св зана с ниппелем 3. Шарошка 4 с вооружением 5 установлена на цапфе 2 и зафиксирована замком 6. В лапе 1 выполнен сквозной шламосборный

5 канал 7, который состоит из тре, частей: входного конфузора 8 с входным отверстием 9, накопительной камеры 10, выходной цилиндрической части 11. Входное отверстие 9 конфузора расположено на набегаю0 щей по ходу вращени  грани 12 лапы 1, а входное отверстие 13 - на противоположной сбегающей грани 14.

Сквозной шламосборный канал наклонен к горизонтальной плоскости под углом

5 а., так что входное отверстие 9 направлено в сторону шарошки 4 и расположено ниже выходного отверсти  13, направленного в сторону ниппел . Диаметр D накопительной камеры 10 превышает диаметр выходного

0 отверсти  15 конфузора 8 и входного отверсти  цилиндрической части 11.

Буровое шарошечное долото работает следующим образом.

Долото, враща сь на забое под нагруз5 кой, разрушает породу на частицы различной величины и твердости более мелкие частицы вынос тс  наружу потоком промывочной жидкости, а более твердые и крупные частицы во взвешенном состо нии наход тс  в призабойной зпне Во времг

бурени  происходит частичное выкрашивание металла (сварка, осколки козырьков лап и т.д.), а также выпадание и скалывание твердосплавных зубков.

Упом нутые частицы шлама и металла во взвешенном состо нии наход тс  в при- забойной зоне, оказыва  отрицательное действие на работу вооружени  шарошек и расклинива  в скважине.

Расположенный на минимальной высо- те от забо  сквозной шламосборный канал стремитс  забрать вредные частицы металла и шлама через входное отверстие 9 конфузо- ра и транспортировать их через выходное отверстие 13. Расположение выходного от- версти  13 смещенным в сторону ниппел  3 обеспечивает закручивание выход щего из него потока. Этот поток исключает хаотическое блуждание шлама в области лапы (застойна  зона) и осуществл ет его транспортире- вание за счет возникающего эжекционного эффекта, усиливающегос  вследствие закручивани  эжекционной струи.

Накопительна  камера 10 в металло- сборном канале 7 снижает веро тность его закупоривани  шламовой пробкой,

При увеличении частоты вращени  предложенного долота эжекционный эффект возрастает и вынос шлама с забо  улучшаетс , тогда как обычна  практика бу- рени  свидетельствует о том, что чем выше частота вращени  долота, тем хуже очистка забо  из-за вторичного измельчени  шлама шарошками долота.

Кроме того, при турбинном бурении данным долотом момент вращени  на валу турбобура будет возрастать по мере увеличени  частоты его вращени  за счет допол- нительного реактивного момента от выход щего металлосборного канала эжек- ционного потока Таким образом, металлошламосборный канал 7 буде выполн ть две функции: механическое складирование металлической мелочи, присутствующей на забое , и интенсификаци  выноса шлама с забо /

Кроме того предложенное расположение канала направл ет реактивный поток жидкости таким образом, что составл юща  реакци  стремитс  дополнительно прижать долото к забою, увеличива  разрушающую способность долота.

Дл  надежного удержани  крупных частиц металла в накопительной камере 10 она может быть снабжена магнитом. Крупные частицы удерживаютс  в накопительной камере до конца отработки долота, чему благопри тствует соответствующий выбор диаметра камеры.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Буровое шарошечное долото, содержащее лапу с цапфой, установленную на цапфе шарошку с вооружением и размещенный в лапе наклонный сквозной шламосборный канал в виде расположенной на набегающей по ходу вращени  грани входной кон- фузорной части, накопительной камеры и выходной части, расположенной на противоположной грани, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности долота путем интенсификации выноса шлама с забо  и повышени  разрушающей способности долота, накопительна  камера выполнена в виде расточки, диаметр которой превышает диаметры входного отверсти  конфузора и выходного отверсти  выходной части шламосборного канала, причем входна  часть шламосборного канала расположена ниже выходной части, а накопительна  камера - между конфузором и выходной частью, выполненной цилиндрической .

   Фиг. I