Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками.

Известен буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки с цилиндрическим хвостовиком и режущими кромками (см. Учебник для вузов, Гетопанов В.Н., Гудилин Н.С., Чугреев Л.И. Горные и транспортные и комплексы, -М.: Наука, 1991 г, стр.167, рис.5, 6)

Основным недостатком данного бурового инструмента является малый ресурс работы, связанный с быстрым выходом из строя его лезвий, являющихся концентраторами напряжений.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент, включающий корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками, полости которых сообщены с каналами корпуса (авторское свидетельство СССР №308189, кл. Е21В 10/60, 1971 г.)

В данном буровом инструменте благодаря выполнению вставок со сквозными осевыми каналами обеспечивается лучшее охлаждение рабочих кромок твердосплавных вставок и быстрое удаление шлама из под торца вставок.

Недостатком данного бурового инструмента является сравнительно высокая энергоемкость процесса разрушения породы, что ведет к снижению механической скорости бурения.

В связи с изложенным, техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы бурового инструмента.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, включающем корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками, полости которых сообщены с каналами корпуса, согласно изобретению каждая твердосплавная вставка снабжена направляющим элементом для очистного агента, выполненным в виде шнека, размещенного в полости вставки и зафиксированного в ней от проворота.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- на дне хвостовика выполнены радиальные пазы, а шнек снабжен радиально расположенными стержнями, размещенными в пазах хвостовика.

- инструмент снабжен центральной вставкой, установленной со смещением относительно торцевой поверхности вставок в сторону хвостовика;

- центральная вставка выполнена многолезвийной, количество лезвий которой соответствует количеству вставок бурового инструмента, при этом лезвия расположены между вставками.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид бурового инструмента; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1.

Предложенный буровой инструмент включает корпус 1 (см. фиг.1) с каналами 2 для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками 3, полости 4 которых сообщены с каналами 2 корпуса 1. Каждая твердосплавная вставка 3 снабжена направляющим элементом 5 для очистного агента, выполненным в виде шнека, размещенного в полости 4 вставки 3 и зафиксированного в ней от проворота. Для фиксации направляющего элемента 4 относительно твердосплавной вставки 3 могут использоваться радиальные стержни 6, закрепленные на шнеке. При этом на дне хвостовика вставки 3 выполнены радиальные пазы 7 для размещения стержней 6 шнека. Предусмотрен вариант выполнения бурового инструмента с центральной твердосплавной вставкой 8, установленной со смещением - h относительно торцевой поверхности полых вставок 3 в сторону хвостовика инструмента, величина которого выбирается в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород. Центральная вставка 8 выполнена многолезвийной, количество лезвий 9 которой соответствует количеству полых вставок 3 бурового инструмента. При этом все лезвия 9 расположены симметрично между полыми вставками 3 с обеспечением полного перекрытия радиуса инструмента твердосплавными вставками 3 и 8.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента рабочая головка каждой вставки 3 осуществляет разрушение породы, которая удаляется с забоя скважины очистным агентом, подаваемым через каналы 2 в корпусе 1 и полости 4 во вставках 3. При этом благодаря использованию направляющих элементов 5 очистной агент получает вращательное движение, что способствует более эффективному удалению разрушенной породы с забоя скважины. Это позволяет исключить повторное измельчение шлама, что благоприятно сказывается на стойкости бурового инструмента. Кроме того, это повышает и качество охлаждения твердосплавных вставок, что также позитивно влияет на показатели работы бурового инструмента в целом. Для эффективного разрушения центральной части забоя буровой инструмент снабжают дополнительной твердосплавной вставкой 8, установленной со смещением относительно торцевой поверхности полых вставок 3 в сторону хвостовика инструмента. Это создает дополнительную плоскость обнажения и тем самым позволяет снизить энергоемкость процесса разрушения породы. При этом центральная вставка 8 выполнена многолезвийной, количество лезвий 9 которой соответствует количеству полых вставок 3 бурового инструмента, при этом лезвия 9 располагают симметрично между вставками 3 с перекрытием твердосплавными вставками 3 и 8 всего радиуса инструмента.

Таким образом, применение предложенного бурового инструмента позволяет наряду с улучшением очистки забоя от шлама улучшить также и условия работы породоразрушающих вставок и тем самым повысить технико-экономические показатели буровых работ.