Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам, преимущественно режущего типа.

Известен буровой инструмент, включающий корпус с матрицей, наружная поверхность которой разделена промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками (см. Масленников И.К. Справочник «Буровой инструмент», М.: Недра, 1989, с. 221-230, рис. 2.3.10).

К недостаткам данного бурового инструмента следует отнести высокую энергоемкость процесса разрушения породы и небольшую скорость бурения из-за быстрого затупления износостойких вставок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с наклонными лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочным каналом (см. авт. св-во СССР №1820646, кл. Е21В 10/46, 1999 г.).

Недостатком данного бурового долота является сравнительно малая эффективность его работы из-за одностороннего износа породоразрушающих элементов.

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

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, содержащем полый корпус с наклонными лопастями, армированными породоразрушающими элементами, и промывочным каналом, согласно изобретению каждая лопасть выполнена с цилиндрическим каналом для размещения породоразрушающих элементов, выполненных в виде шаров, и соединенных с ним наружного и внутреннего пазов, внутренний из которых сообщен с промывочным каналом, а наружный паз выполнен с шириной, меньший диаметра шаров.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что в цилиндрическом канале между шарами установлены пружинные вставки, а смежные лопасти армированы шарами разного диаметра, при этом шары на разных лопастях расположены со смещением по высоте.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 представлен общий вид долота, на фиг. 2 и 3 - соответственно сечения А-А на фиг. 1 и Б-Б на фиг. 2.

Буровое долото содержит корпус 1 с наклонными лопастями 2, армированными породоразрушающими элементами, и промывочным каналом 3. Каждая лопасть 2 выполнена соединенными между собой и расположенными в одной радиальной плоскости наружным 8 и внутренним продольными пазами 4 и цилиндрическим каналом 5 для размещения породоразрушающих элементов, выполненных в виде шаров 6, диаметр - d которых больше ширины b - наружного паза 8, образованного цилиндрическим каналом 5. Шары 6, как правило, контактируют между собой посредством пружинных вставок 7, расположенных между шарами 6. Пружинные вставки 7 могут быть выполнены из любого износостойкого эластичного материала. При этом шары 6 на смежных лопастях целесообразно выполнять разного диаметра и располагать их в цилиндрических каналах 5 по высоте лопастей 2 в шахматном порядке, т.е. со смещением - Δb в вертикальной плоскости. Это обеспечивает более качественную калибровку стенок скважин. Однако в ряде случаев возможен вариант выполнения долота без пружинных вставок (см. фиг. 3), что определяется физико-механическими свойствами разбуриваемых пород.

Принцип работы бурового долота заключается в следующем. После спуска на колонне труб бурового долота на него прикладывают осевую нагрузку и крутящий момент. Под действием этих сил породоразрушающие элементы 6 бурового долота внедряются в породу и разрушают ее. Благодаря шаровой форме породоразрушающих элементов 6 в процесс е бурения они постоянно вращаются в цилиндрических каналах 5 и контактируют с породой разными участками. Это увеличивает их рабочую поверхность, и как следствие этого - проходку на долото и механическую скорость бурения. В зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород шары 6 могут быть армированы износостойким материалом, что дополнительно повышает как ресурс работы бурового долота, так и механическую скорость бурения. Улучшению технико-экономических показателей бурового инструмента способствует также и наличие внутренних пазов 4, обеспечивающих очистку шаров 6 от шлама промывочной жидкостью, подаваемой из промывочного канала 3.

Таким образом применение предложенного бурового инструмента позволит повысить эффективность проведения буровых работ благодаря повышению проходки и механической скорости бурения.