Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЕ ДИСКОВОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к дисковым долотам.

Известно буровое дисковое долото, содержащее П-образный корпус, закрепленную в корпусе ось с установленными на ней дисковыми шарошками, вооруженными твердосплавными зубками (см. справочник Корнилов Н.И, Травкин В.С.и др. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин, М. Недра, 1979, с 298-302).

Недостатком данного долота является малая эффективность, связанная с образованием в средней части забоя «сахарной головки», резко снижающей проходку на долото.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое дисковое долото, содержащее П-образный корпус, закрепленную в корпусе горизонтальную ось с установленными на ней дисковыми шарошками и кольцевыми упорами, выполненными, как и внутренние торцевые поверхности дисковых шарошек, в виде конических зубчатых шестерен, установленных с возможностью взаимодействия между собой, и закрепленную в радиальном канале горизонтальной оси армированную породоразрушающими элементами шарошку, хвостовик которой жестко соединен с одним из кольцевых упоров и расположен в вертикальной плоскости эксцентрично относительно продольной оси долота (см. патент РФ №2308590, кл. Ε21В 10/12, 2007 г.).

Данное долото благодаря использованию дополнительной шарошки, позволяет эффективно бороться с «сахарной головкой» и тем самым повысить эффективность работы долота. Однако данное долото также не лишено недостатков. Основным из них является низкая механическая скорость бурения, связанная с некачественной очисткой забоя от шлама, особенно ее центральной части.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение механической скорости бурения путем улучшения очистки забоя от шлама.

Указанный технический результат достигается тем, что в дисковом долоте, содержащем полый П-образный корпус с присоединительным ниппелем, закрепленную в корпусе горизонтальную ось с установленными на ней дисковыми шарошками и кольцевыми упорами, выполненными, как и внутренние торцевые поверхности дисковых шарошек, в виде конических зубчатых шестерен, установленных с возможностью взаимодействия между собой, и закрепленную в радиальном канале оси армированную породоразрушающими элементами центральную шарошку, хвостовик которой жестко соединен с одним из кольцевых упоров и расположен в вертикальной плоскости эксцентрично относительно продольной оси долота, согласно изобретению горизонтальная ось долота и кольцевой упор, соединенный с центральной шарошкой, выполнены с продольным и радиальными каналами, сообщенными с ниппельной полостью долота посредством промывочного патрубка, соединенного с корпусом, при этом радиальные каналы горизонтальной оси долота направлены в зазор между наружной поверхностью центральной шарошки и внутренними торцевыми поверхностями дисковых шарошек, а радиальные каналы промывочного патрубка сообщены посредством радиальных каналов хвостовика центральной шарошки с продольным каналом горизонтальной оси.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид долота в продольном разрезе.

Буровое долото содержит полый П-образный корпус 1 с присоединительным ниппелем 16, центральную шарошку 8, закрепленную в корпусе 1, и горизонтальную ось 3 с установленными на ней дисковыми шарошками 2 и кольцевыми упорами 4. Внутренние торцевые поверхности 5 дисковых шарошек 2 и кольцевые упоры 4 выполнены в виде конических зубчатых шестерен, установленных с возможностью взаимодействия между собой. Кольцевые упоры 4 установлены на горизонтальной оси 3 посредством дополнительных осей (не показаны), которые жестко закреплены в радиальных каналах горизонтальной оси 3 с возможностью вращения. Центральная шарошка 8 посредством хвостовика 6 закреплена в радиальном канале горизонтальной оси 3 и армирована породоразрушающими элементами 9. Хвостовик 6 центральной шарошки 8 жестко соединен с одним из кольцевых упоров 4, расположен в вертикальной плоскости эксцентрично относительно продольной оси долота и с возможностью вращения совместно с кольцевым упором 4. Горизонтальная ось 3 долота выполнена с продольным 17 и радиальными 10 каналами, сообщенными с ниппельной полостью долота посредством Τ-образного промывочного патрубка 11, поперечная часть которого расположена в ниппельной полости корпуса 1. Промывочный патрубок 11 выполнен с радиальными каналами 14, расположенными на одном уровне с радиальными каналами 15 хвостовика 6 центральной шарошки 8, которые в свою очередь сообщены с продольным каналом 17 горизонтальной оси 3. Центральная шарошка 8 имеет коническо-сферическую форму и расположена ступенчато относительно дисковых шарошек 2, причем опережающими являются дисковые шарошки 2, обладающие более мощным вооружением.

Принцип работы долота заключается в следующем. При вращении долота дисковые шарошки 2 вращаются вокруг горизонтальной оси 3 в противоположные стороны. При этом кольцевые упоры 4, выполненные в виде конических шестерен, контактируют с внутренними торцевыми поверхностями 5 обеих дисковых шарошек 2, выполненных также в виде конических шестерен. Один из кольцевых упоров 4 жестко закреплен с хвостовиком 6 центральной шарошки 8, расположенной перпендикулярно горизонтальной оси 3. Благодаря этому центральная шарошка 8 вращается совместно с кольцевым упором 4 и обеспечивает эффективное разрушение породы в центральной части забоя, являющейся наиболее проблемной для всех типов долот и особенно при разбуривании твердых и крепких пород. В процессе бурения разрушенная порода выносится с забоя промывочной жидкостью, подаваемой через ниппельную полость, патрубок 11, продольный 17 и радиальные каналы 14 и 15 в затрубное пространство. При этом предложенная схема промывки обеспечивает создание на забое организованного потока жидкости с эффективным удалением шлама из зазоров между дисковыми 2 и центральной 8 шарошкой. Это исключает заклинивание шарошек 2 и значительно улучшает качество очистки забоя от шлама и тем самым повышает эффективность работы долота в целом.