SU1186776A1 - "буpobaя kopohka" - Google Patents

Description

Устройство относится к области бурения скважин и может использовать ся при проходке скважин колонковым способом с помощью алмазных и твердосплавных породоразрушающих нако- $ печников.

Целью изобретения является регулирование режима промывки скважины при изменении температуры и дополнительная передача сигнала об откло- ю нении режима бурения от оптимального .

На фиг, 1 изображена коронка во фронтальной проекции, разрез, на фиг. 2 - то же, горизонтальная про- ,₅ екция, на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2, на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 2.

Коронка содержит породоразрушаю- 20 щие элементы, например алмазосодержащие матрицы 1, корпус 2 с промывочными каналами и вставки 3, подвижные в осевом направлении и подпружиненные в пазу корпуса пружи- ₂₅ нами 4 и 5. При этом плоская пружина 5 выполняется из материала, обладающего обратимым эффектом запоминания формы при термоциклировании.

I

Коронка работает следующим обра- ³⁰ зом.

Предварительно при изготовлении пружину 5 отжигают в закрытом штампе в заневоленном состоянии при 500°С в течение 1 ч. При этом ей придают 35 форму дуги (фиг. 3). Затем пружину 5 охлаждают ниже 40°С и выпрямляют, подвергая ее пластической деформации. В качестве материала для изготовления пружины 5 используется, 40' например, сплав титан-никель (5456% никель, остальное титан), предел прочности 87 кгсАтм², предел выносливости на базе 1!.)' циклов 49 кгс/мм², интервал фазового перехода (мартен- 45 ситного превращения) от 40 до 60°С, плотность 6,41 г/см³, напряжение, генерируемое при фазовом переходе под нагрузкой, 30-60 кгс/см², степень пластической деформации 8-15% 50 при обеспечении 100% возврата формы.

Таким образом, в охлажденном состоянии (перед нагревом свыше 40 С и после охлаждения ниже 40 С) пружина 5 имеет нулевую кривизну, а при 55 мартенситном переходе (температура выше 60°С)изгибается в виде дуги.

При нормальном режиме работы коронки на забое вставки 3 утоплены в пазах корпуса 2. В случае аномальных условий работы породоразрушающих элементов, вызванных недостатком промывочной жидкости, поступающей к их режущим кромкам, происходит разогрев породоразрушающих элементов и корпуса коронки свыше 40-60°С. При этом пружины 5, выполненные из металла, обладающего термической памятью, принимают форму дуги, выталкивая вставки 3 в промывочные каналы и одновременно сжимая пружины 4, выполненные из металла, не обладающего термической памятью, например стали. Частичное перекрытие промывочных каналов вызывает повышение давления промывочной жидкости в полости колонковой трубы. При этом за счет.гидроподпора уменьшается осевая нагрузка на коронку и увеличивается поступление промывочной жидкости под торец породоразрушающих элементов. Повышение давления в полости бурового снаряда одновременно фиксируется по манометру промывочного насоса поршневого или плунжерного типа, обладающего жесткой характеристикой (расход жидкости постоянный). Происходит постепенное охлаждение породоразрушающих элементов 1 и корпуса 2 ниже 40-60°С. После охлаждения пружина 5 расправляется и вставка 3 под действием пружины 4 вновь входит в паз на торце корпуса.коронки. При этом давление в полости керноприемной трубы и бурового снаряда падает, коронка возвращается к первоначальному режиму бурения и снова начинает нагреваться. Цикл повторяется.

Таким образом коронка работает в циклическом режиме, периодически разгружаясь и охлажцаясь усиленным потоком промывочной жидкости под рабочие поверхности породоразрушаю- . щих элементов. Циклическое изменение давления в магистрали промывочного насоса служит достоверным сигналом для бурового персонала о целесообразности увеличения подачи промывочной жидкости на забой скважины.

При использовании для контроля процесса бурения самопишущих ваттметров пазы в корпусе 2 под вставки 3 выполняются в боковой поверхности корпуса 2 таким образом, что вставки 3 при нагреве пружины 5 вы1186776 ходят за наружный диаметр коронки и упираются в стенки скважины (фиг. 5). В этом случае выход вставки 3 из пазов корпуса сопровождается , кроме повышения давления в нагнетательной системе промывочного насоса, также увеличением крутящего момента на забое скважины и соответственно увеличением расхода мощности на бурение, что фиксируется ваттметром и служит дополнительным сигналом о целесообразности увеличения пода10 чи промывочной жидкости на забой скважины. Пружины 5 в этом случае крепятся в пазе корпуса 2 посредством частичной запрессовки, а пружины 4 не используются.

Коронка позволяет обеспечить автоматическую оптимизацию промывки породораэрушающего инструмента в за висимости от температурного режима его работы и одновременно передать достоверный сигнал об отклонении ре жима бурения от оптимального.

Claims (2)

1. БУРОВАЯ КОРОНКА, содержащая корпус, породоразрушающие элементы, с размещенными между ними промывочными каналами и вставки, о т· личающаяся тем, что, с целью регулирования режима промывки скважины при изменении температуры, в корпусе выполнены пазы, а вставки снабжены пружинами и размещены в этих пазах с возможностью перекрытия промывочных каналов, при этом пружины выполнены из материала, обладающего обратимым эффектом памяти формы при термоциклировании.

2. Коронка по п. 1, о т л и чающаяся тем, что, с целью дополнительной передачи сигнала об § отклонении режима бурения от оптимального, пазы выполнены на внешней поверхности корпуса, а вставки размещены с возможностью выхода за периметр коронки.