Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам для бурения скважин сплошным забоем.

Известно буровое шарошечное долото для бурения скважин сплошным забоем, включающее лапы с ниппельной частью и каналами для подачи промывочной жидкости на забой скважины (см. Корнеев К.Е и Палий П.А. Буровые долота, М. Недра, 1971, с.257)

Недостатком этого долота является не качественная очистки забоя от шлама, снижающая эффективность бурения.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее полый корпус с рабочими органами и установленный в полости корпуса на подшипниках центральный патрубок с кольцевым выступом на наружной поверхности и каналами для очистного агента (см. авт. св. СССР №817191, кл. E21B 10/18, 1981 г).

Данное долото благодаря использованию центрального патрубка, установленного с возможностью проворота относительно корпуса, создает более организованную систему очистки забоя и обеспечивает более качественное удаление шлама в затрубное пространство. Однако эффективность его работы, особенно при большом объеме шлама, также не очень высока. В первую очередь это связано с заклиниванием центрального патрубка, вследствие чего он начинает вращаться вместе лапами долота, нарушая заданную схему очистки забоя. Это негативно сказывается на эффективности очистки забоя от шлама и ведет к повторному его измельчению и как следствие этого к повышению энергоемкости процесса разрушения породы.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет улучшения качества очистки забоя от шлама.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающим полый корпус с рабочими органами и установленный в полости корпуса на подшипниках центральный патрубок с кольцевым выступом на наружной поверхности и каналами для очистного агента, согласно изобретению центральный патрубок оснащен направляющими лопатками для создания крутящего момента, направленного против вращения долота.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что направляющие лопатки установлены на съемных кольцах, размещенных в полости центрального патрубка и жестко соединенных с ним.

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

Буровое долото включает полый корпус 1 с рабочими органами, например, шарошками 2. В полости корпуса 1 установлен центральный патрубок 3 с боковыми каналами 4 для подачи на забой скважины очистного агента и кольцевым выступом 5 на наружной поверхности. Центральный патрубок 3 размещен в полости корпуса 1 с возможностью поворота посредством втулки 6 с уплотнительными кольцами 7, подшипников качения 8, на которые опирается кольцевой выступ 5. патрубка 3, и подшипника скольжения 9, служащего одновременно и направляющей для центрального патрубка 3. На внутренней поверхности центрального патрубка 3 закреплены направляющие лопатки 10 для создания крутящего момента, направленного против вращения долота. Направляющие лопатки 10 установлены на съемных кольцах 11, жестко закрепленных в полости центрального патрубка 3, например, посредством шпонок (не показаны).

Принцип работы долота заключается в следующем. В процессе бурения поток очистного агента (промывочной жидкости или сжатого газа) под давлением подается в полость центрального патрубка 3. При этом вследствие трения между подшипником скольжения 9 и центральным патрубком 3, а также из-за попадания шлама между ними центральный патрубок 3 начинает проворачиваться вместе с долотом. Это нарушает заданную схему и условия очистки забоя от шлама, что приводит к повторному измельчению шлама, а это в свою очередь отрицательно влияет на эффективность разрушения породы. С целью уменьшения вероятности заклинивания центрального патрубка 3 используются направляющие лопатки 10, которые создают крутящий момент, направленный против вращения долота. Это позволяет удерживать центральный патрубок 3 от вращения совместно с долотом. В идеальном случае центральный патрубок 3 неподвижно зависает над забоем и обеспечивает постоянное направление струй очистного агента через каналы 4 на заданные участки забоя скважины. В этом случае происходит вращение породоразрушающих органов 2 долота относительно центрального патрубка 3, причем породоразрушающие органы 2 периодически пересекают струи очистного агента из каналов 4, что способствует их очистке. Такая очистка рабочих органов от шлама имеет особое значение при бурении по глинистым породам, склонным к налипанию на породоразрушающие элементы рабочих органов 2. При этом создается организованный восходящий поток очистного агента, обеспечивающего высокое качество очистки забоя от шлама и эффективное его удаление в затрубное пространство.

Все это способствует повышению эффективности работы долота в целом.

Данное техническое решение может быть использовано не только в шарошечных, но и в лопастных и алмазных долотах для бурения сплошным забоем. Наиболее целесообразная область применения - бурение взрывных скважин на карьерах.