×
10.05.2018
218.016.4f28

Результат интеллектуальной деятельности: ЛОПАСТНОЕ ДОЛОТО С ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ РЕЖУЩЕЙ СТРУКТУРОЙ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002652727
Дата охранного документа
28.04.2018
Аннотация: Изобретение относится к долотам режуще-скалывающего действия для бурения толщи горных пород под нефть и газ или другого назначения. Технический результат заключается в увеличении срока службы резца при разрушении горной породы лопастным долотом. Лопастное долото с цилиндрической режущей структурой включает корпус с присоединительной резьбой, центральный канал и выходное отверстие для промывочной жидкости, защищенные твердосплавным покрытием лопасти с пассивной калибрующей частью и основным режущим профилем, на котором размещены от центральной оси долота до номинального диаметра долота множество алмазных резцов PDC. Алмазные резцы PDC плоской частью направлены к забою и образуют с ним угол А° в пределах от 0,5 до 30°. Процесс резания осуществляется цилиндрической поверхностью алмазного резца PDC, защищенного спереди твердосплавным материалом толщиной в пределах от 0,1 до 7 мм и высотой в пределах от 0,1 до 7 мм. Алмазные резцы PDC вдоль основного режущего профиля расположены таким образом, что алмазный резец PDC на одной лопасти перекрывает рабочую область алмазного резца PDC соседней лопасти в интервале от 0 до 100%. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к долотам режуще-скалывающего действия для бурения толщи горных пород под нефть и газ или другого назначения, корпус которых изготовлен как из стального, так и из матричного материала, с усиленными алмазными поликристаллическими резцами PDC или другими режущими элементами из сверхтвердых материалов лопастями.

Известно буровое долото, включающее корпус долота с множеством лопастей, раскиданных по диаметру корпуса, конусная, плечевая и калибрующая части оснащены хотя бы одним режущим элементом, и в которой хотя бы один режущий элемент, расположенный на калибрующей части, имеет отрицательный угол резания от 70 до 85 градусов (US 20130292186 от 07.11.2013 г.).

Предлагаемый аналог имеет недостаток, связанный с тем, что режущие алмазные поликристаллические резцы PDC имеют плоскую режущую поверхность, которая непосредственно разрушает горную породу. В силу своей плоской геометрической формы на данной поверхности скапливаются разрушенные мелкие обломки горной породы. Спрессованные мелкие обломки горной породы создают дополнительные силы резания и повышают энергоемкость процесса резания, в результате растет момент на долоте, возникают трудности при направленном бурении.

Известно буровое лопастное долото, принятое в качестве прототипа, в котором режущие элементы PDC цилиндрической формы расположены так, что их ось образует угол 95-130 градусов с забоем. Режущие PDC элементы цилиндрической формы имеют коническое окончание, располагаются на долоте на расстоянии, не превышающем половины номинального диаметра долота (US 6332503 от 25.12.2001 г.).

Недостатком данного изобретения является то, что расположенные режущие элементы PDC только в центральной части долота в пределах половины его номинального диаметра будут интенсивно внедрятся в породу, расходуя при этом значительные значения осевой нагрузки на долото, а резцы, расположенные за пределами половины номинального диаметра долота, будут недостаточно внедрятся под нагрузкой и работать в неустойчивом режиме резания. Причем сила резания на резцах, расположенных в центре, будет значительной, что отрицательно скажется на их стойкости.

Целью данного изобретения является снижение сил резания на резцах лопастного долота при разрушении горной породы.

Технический результат заключается в увеличении срока службы резца при разрушении горной породы лопастным долотом.

Данный технический результат достигается тем, что в лопастном долоте с цилиндрической режущей структурой, включающем корпус с присоединительной резьбой, центральный канал и выходное отверстие для промывочной жидкости, защищенные твердосплавным покрытием лопасти с пассивной калибрующей частью и основным режущим профилем, на котором размещены от центральной оси долота до номинального диаметра долота множество алмазных резцов PDC, согласно изобретению алмазные резцы PDC плоской частью направлены к забою и образуют с ним угол А° в пределах от 0,5 до 30 градусов, процесс резания осуществляется цилиндрической поверхностью алмазного резца PDC, защищенного спереди твердосплавным материалом толщиной в пределах от 0,1 до 7 мм и высотой в пределах от 0,1 до 7 мм, при этом алмазные резцы PDC вдоль основного режущего профиля расположены таким образом, что алмазный резец PDC на одной лопасти перекрывает рабочую область алмазного резца PDC соседней лопасти в интервале от 0 до 100%.

Толщина твердосплавного слоя в пределах от 0,1 мм до 7 мм защищает переднюю часть фронтальной кромки алмазного резца PDC, сохраняет скорость и объем потока промывочной жидкости, омывающей и охлаждающей алмазный резец PDC.

Благодаря тому, что выступ фронтальной кромки над твердосплавным слоем находится в пределах от 0,1 до 7 мм, на алмазный резец PDC создается меньшая режущая сила, а следовательно, и момент на долото в целом.

Поиск по отличительным признакам выявил техническое решение, в котором первичные режущие элементы установлены с отрицательным углом резания, а вторичные режущие элементы установлены за первичными и расположены на лопасти так, что их оси составляют с забоем угол от 3 до 5 градусов (US 6408958 от 25.07.2002).

Однако указанные вторичные элементы имеют другое назначение - они работают как вспомогательное вооружение, срезая участок горной породы, сформированный основным вооружением, и дополнительно стабилизируют долото, а объем срезаемой горной породы значительно меньше.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид лопастного долота; на фиг. 2 изображен разрез А-А вдоль лопасти с резцом PDC.

Лопастное долото с цилиндрической режущей структурой (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с присоединительной резьбой 2 к колонне бурильных труб, центрального канала 3 с выходными отверстиями 4 для подачи промывочной жидкости, защищенных твердосплавным покрытием лопастей 5, состоящих из пассивной калибрующей части 6, предназначенной для поддержания диаметра долота, и основного режущего профиля с размещенными на нем от центральной оси долота 7 до номинального диаметра долота 8 алмазными резцами PDC 9 с фронтальной 10 и задней 11 кромками соответственно (фиг. 2). Алмазный резец PDC 9 установлен таким образом, что его плоская часть направлена к забою и образует с ним угол А° в пределах от 0,5 до 30 градусов. За счет описанного расположения фронтальная кромка 10 алмазного резца PDC 9 первой вступает в процесс резания горной породы. Напротив фронтальной кромки 10 для защиты передней части алмазного резца PDC 9 и его посадочного места от абразивного воздействия выбуренного шлама наносится твердосплавный слой 12 толщиной X в пределах от 0,1 до 7 мм. Чтобы фронтальная кромка 10 достаточно омывалась в процессе бурения, необходимо обеспечить ее выступ над твердосплавным слоем 12 на высоту Y в пределах от 0,1 до 7 мм.

Предлагаемое изобретение работает следующим образом.

Лопастное долото наворачивается на колонну бурильных труб (не показана) и спускается на забой скважины, где и происходит сам процесс бурения. В процессе вращения лопастного долота каждый алмазный резец PDC 9 срезает горную породу фронтальной кромкой 10 за счет расположения плоской частью под углом в пределах от 0,5 до 30 градусов к забою. Поскольку алмазный резец PDC 9 режет цилиндрической поверхностью, то все образующиеся осколки горной породы перед ним мгновенно отбрасываются в сторону. Данный эффект обусловлен самой цилиндрической формой поверхности PDC - слоя, который не дает скапливаться выбуренному шламу. Наличие перед фронтальной кромкой 10 твердосплавного слоя 12 толщиной X в пределах от 0,1 до 7 мм не дает развиться абразивному износу, повреждающему посадочное место алмазного резца PDC 9, а наличие выступа Y в пределах от 0,1 до 7 мм фронтальной кромки 10 PDC над твердосплавным слоем 12 обеспечивает ее достаточное омывание от выбуренного шлама и его удаление. В зависимости от твердости горных пород подбирают степень перекрытия рабочих областей алмазных резцов PDC 9 от 0 до 100%, чем выше твердость, тем выше перекрытие.

Использование предлагаемого изобретения позволит снизить силы резания на алмазных резцах PDC лопастного долота и повысить их стойкость при разрушении горной породы, что снизит крутящий момент и понизит энергоемкость долота в целом.

Лопастное долото с цилиндрической режущей структурой, включающее корпус с присоединительной резьбой, центральный канал и выходное отверстие для промывочной жидкости, защищенные твердосплавным покрытием лопасти с пассивной калибрующей частью и основным режущим профилем, на котором размещены от центральной оси долота до номинального диаметра долота множество алмазных резцов PDC, отличающееся тем, что алмазные резцы PDC плоской частью направлены к забою и образуют с ним угол А° в пределах от 0,5 до 30°, процесс резания осуществляется цилиндрической поверхностью алмазного резца PDC, защищенного спереди твердосплавным материалом толщиной в пределах от 0,1 до 7 мм и высотой в пределах от 0,1 до 7 мм, при этом алмазные резцы PDC вдоль основного режущего профиля расположены таким образом, что алмазный резец PDC на одной лопасти перекрывает рабочую область алмазного резца PDC соседней лопасти в интервале от 0 до 100%.
ЛОПАСТНОЕ ДОЛОТО С ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ РЕЖУЩЕЙ СТРУКТУРОЙ
ЛОПАСТНОЕ ДОЛОТО С ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ РЕЖУЩЕЙ СТРУКТУРОЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 23 items.
27.06.2014
№216.012.d8b9

Буровой раствор

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к безглинистым гелево-эмульсионным буровым растворам для бурения наклонно-направленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин с различными отклонениями от вертикали. Буровой раствор, содержащий углеводородную фазу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521259
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.04.2015
№216.013.46e5

Лопастное долото (варианты)

Группа изобретений относится к долотам режущескалывающего действия, корпуса которых изготовлены как из стального материала, так и из матричного материала, пассивная калибрующая часть которых наплавлена твердосплавным покрытием и усилена алмазными поликристаллическими резцами PDC. Лопастное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549653
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.08.2015
№216.013.6c37

Лопастное долото

Изобретение относится к долотам режуще-скалывающего действия, корпуса которых изготовлены как из стального материала, так и из матричного материала, пассивная калибрующая часть которых наплавлена твердосплавным покрытием и усилена алмазными поликристаллическими резцами PDC. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559261
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2016
№216.015.4b8f

Забойный механизм подачи

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано преимущественно при бурении горизонтальных или близких к горизонтали участков ствола скважины. Технический результат заключается в повышении эффективности устройства. Забойный механизм подачи включает цилиндр и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594418
Дата охранного документа: 20.08.2016
25.08.2017
№217.015.ad4c

Устройство для гидромеханического управления направленным роторным бурением

Устройство предназначено для использования при бурении наклонно-направленных и горизонтально-направленных интервалов при строительстве скважин. Устройство содержит трубчатый корпус, толкатель, трубчатый вал, камеру давления, направляемые штифты, поршень с направляющей дорожкой, имеющей первую,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612403
Дата охранного документа: 09.03.2017
25.08.2017
№217.015.ad81

Способ обработки ствола скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам гидромеханического упрочнения ствола в процессе бурения скважин различного назначения. Техническим результатом изобретения является нелинейное повышение показателей качества и эффективности строительства скважин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612413
Дата охранного документа: 09.03.2017
25.08.2017
№217.015.ad87

Способ селективной сборки шарошечного долота

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым шарошечным долотам. Технический результат заключается в повышении ресурса опоры шарошечного долота. Согласно способу селективной сборки шарошечного долота лапы и шарошки предварительно нумеруют, замеряют размеры лапы на опоре лапы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612415
Дата охранного документа: 09.03.2017
26.08.2017
№217.015.e346

Способ бурения бокового ствола нефтяной скважины

Способ бурения бокового ствола нефтяной скважины включает сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы сверху и усеченного конуса снизу, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626103
Дата охранного документа: 21.07.2017
19.01.2018
№218.016.058d

Способ и устройство для извлечения и спуска керноприемных труб

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, а именно к способу и устройству для извлечения и спуска керноприемных труб. Технический результат заключается в упрощении процесса извлечения керноприемной трубы с керном из керноотборного снаряда и спуска на приемные мостки, не допуская...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630933
Дата охранного документа: 14.09.2017
04.04.2018
№218.016.35b2

Способ обработки лапы бурового долота

Способ включает обработку базовых поверхностей хвостовика, двугранного угла, цапфы, имеющей угловой изворот и малую опору. Предварительно в цапфе лапы изготавливают центровочные отверстия, выполненные под углом к оси двугранного угла. Производят установку лапы центровочным отверстием на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646179
Дата охранного документа: 01.03.2018
Showing 1-10 of 12 items.
27.04.2015
№216.013.46e5

Лопастное долото (варианты)

Группа изобретений относится к долотам режущескалывающего действия, корпуса которых изготовлены как из стального материала, так и из матричного материала, пассивная калибрующая часть которых наплавлена твердосплавным покрытием и усилена алмазными поликристаллическими резцами PDC. Лопастное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549653
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.08.2015
№216.013.6c37

Лопастное долото

Изобретение относится к долотам режуще-скалывающего действия, корпуса которых изготовлены как из стального материала, так и из матричного материала, пассивная калибрующая часть которых наплавлена твердосплавным покрытием и усилена алмазными поликристаллическими резцами PDC. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559261
Дата охранного документа: 10.08.2015
25.08.2017
№217.015.ad87

Способ селективной сборки шарошечного долота

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым шарошечным долотам. Технический результат заключается в повышении ресурса опоры шарошечного долота. Согласно способу селективной сборки шарошечного долота лапы и шарошки предварительно нумеруют, замеряют размеры лапы на опоре лапы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612415
Дата охранного документа: 09.03.2017
19.01.2018
№218.016.058d

Способ и устройство для извлечения и спуска керноприемных труб

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, а именно к способу и устройству для извлечения и спуска керноприемных труб. Технический результат заключается в упрощении процесса извлечения керноприемной трубы с керном из керноотборного снаряда и спуска на приемные мостки, не допуская...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630933
Дата охранного документа: 14.09.2017
04.04.2018
№218.016.35b2

Способ обработки лапы бурового долота

Способ включает обработку базовых поверхностей хвостовика, двугранного угла, цапфы, имеющей угловой изворот и малую опору. Предварительно в цапфе лапы изготавливают центровочные отверстия, выполненные под углом к оси двугранного угла. Производят установку лапы центровочным отверстием на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646179
Дата охранного документа: 01.03.2018
10.05.2018
№218.016.4f35

Лопастное долото с износостойкой цилиндрической режущей структурой

Изобретение относится к лопастным долотам режуще-скалывающего действия для бурения толщи горных пород под нефть и газ или другого назначения. Технический результат заключается в уменьшении сил резания на резцах долота, увеличении их износостойкости и скорости бурения. Лопастное долото с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652726
Дата охранного документа: 28.04.2018
01.03.2019
№219.016.c953

Снаряд для отбора керна

Изобретение относится к горному делу, а именно к бурению скважин с отбором керна и сохранением пластовой среды. Снаряд включает корпус с присоединительным переводником, бурильную головку, узел отделения керна от забоя, заглушенную сверху керноприемную трубу, подвешенную с возможностью осевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002280753
Дата охранного документа: 27.07.2006
09.06.2019
№219.017.7a1e

Расширитель скважины раздвижной

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин. Расширитель предназначен для увеличения диаметра скважины взамен использования долот. В центральном проходном канале корпуса 1 расширителя установлен полый вал 3 с поршнем 4, подпружиненный пружиной 5. Нижний конец вала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002318975
Дата охранного документа: 10.03.2008
12.08.2019
№219.017.bf1e

Лопастное долото с износостойкой режущей структурой (варианты)

Группа изобретений относится к лопастным долотам режуще-скалывающего действия для бурения толщи горных пород под нефть и газ или другого назначения. Лопастное долото с износостойкой режущей структурой включает корпус с присоединительной резьбой, центральным каналом и выходными отверстиями,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696741
Дата охранного документа: 05.08.2019
24.10.2019
№219.017.da8c

Долотная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали с повышенными прочностными качествами для производства буровых шарошечных долот. Долотная сталь для производства буровых шарошечных долот содержит углерод, марганец, кремний, никель, хром, молибден, серу, фосфор, медь, железо и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704049
Дата охранного документа: 23.10.2019
+ добавить свой РИД