Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту преимущественно гидромониторного типа.

Известно буровое долото, включающее корпус с каналами для подачи очистного агента и рабочими органами, между которыми размещены насадки, полость которых сообщена с каналами для подачи очистного агента, причем очистной агент направлен по касательной к рабочим органам (см. патент РФ №2078897, кл. E21B 10/18, 1997 г.).

Недостатком данного долота является сложность конструкции и как следствие этого высокая стоимость.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с рабочими органами и размещенными между ними узлами промывки, включающими полый патрубок со стопорным буртом для фиксации патрубка относительно корпуса (см. патент РФ №2245435, кл. E21B 10/18, опубликован в 2004 г.).

К недостаткам данного бурового долота следует отнести сравнительно невысокую эффективность его работы, что связано с некачественной очисткой забоя скважины от шлама и повторным его измельчением. Последнее в свою очередь ведет к снижению механической скорости бурения и усиленному износу вооружения рабочих органов долота.

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

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус с рабочими органами и размещенными между ними узлами промывки, включающими полый патрубок со стопорным буртом для фиксации патрубка относительно корпуса, согласно изобретению каждый патрубок выполнен в виде нескольких телескопически размещенных втулок, нижняя из которых установлена с возможностью осевого перемещения, и снабжен пружиной растяжения, один конец которой соединен с корпусом, а другой - с подвижной втулкой, нижняя часть которой оснащена щетками, расположенными со стороны вращения долота, при этом канал патрубка выполнен с переменным поперечным сечением, причем минимальное поперечное сечение имеет нижняя втулка.

Достижению указанного технического результат способствует также и то, что:

- узел промывки долота снабжен жестко соединенной с корпусом крепежной втулкой в виде стакана, через который пропущен патрубок, при этом пружина растяжения размещена в полости, образованной между патрубком и стаканом;

- нижняя втулка каждого узла промывки оснащена гидромониторной насадкой.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид бурового долота в рабочем положении, на фиг.2 - вид долота со стороны рабочего торца.

Буровое долото содержит корпус 1 с рабочими органами 2, армированными породоразрушающими элементами 3, и размещенные между ними узлы промывки, число которых соответствует числу рабочих органов 2. Каждый узел промывки включает полый патрубок, зафиксированный относительно корпуса 1 стопорным буртом 4. Патрубок выполнен в виде нескольких телескопически установленных втулок 5, нижняя из которых установлена с возможностью осевого перемещения. Патрубок снабжен пружиной растяжения 6, один конец которой соединен с корпусом 1, а другой - с подвижной втулкой 5, нижняя часть которой оснащена щетками 7, расположенными со стороны вращения долота. При этом канал патрубка выполнен с переменным поперечным сечением, причем минимальное поперечное сечение имеет нижняя втулка 5, оснащенная гидромониторной насадкой 10, создающей перепад давления, необходимый для растяжения пружины 6. Для удобства монтажа и регулирования положения нижней втулки 5 узел промывки долота снабжен жестко соединенной с корпусом 1, например, посредством резьбы 8 крепежной втулкой 9 в виде стакана, через который пропущен полый патрубок. При этом пружина растяжения 6 размещена в полости, образованной между патрубком и стаканом, а стопорный бурт 4 патрубка в крайнем нижнем положении подвижной втулки 5 плотно контактирует с дном крепежной втулки 9

Принцип работы долота заключается в следующем. Долото на колонне бурильных труб спускается в скважину и после достижения забоя на долото передаются осевая нагрузка и крутящий момент. Под их действием породоразрушающие элементы 3 рабочих органов 2 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочной жидкостью, прокачиваемой с поверхности и подаваемой на забой через узлы промывки. В транспортном положении подвижные втулки 5 узла промывки под действием пружины растяжения 6 находятся в верхнем положении и не контактируют со стенками скважин, что предохраняет их от поломок в случае наличия уступов на стенках скважин. В процессе же работы подвижные втулки 5 за счет перепада давления жидкости, создаваемого благодаря разности поперечных сечений канала патрубка, выдвигаются вниз и входят в контакт с забоем скважины своими щетками 7 и при вращении долота разрыхляют находящийся на забое шлам, который подхватывается очистным агентом и выносится на поверхность. Необходимость этого связана с тем, что при бурении гидромониторными долотами шлам находится в «угнетенном», т.е. в прижатом к поверхности забоя, состоянии за счет энергии струй жидкости, а это ведет к повторному измельчению шлама и как следствие этого к уменьшению скорости бурения и усиленному износу его породоразрушающих элементов. Все это снижает эффективность работы долота.

Применение предложенного долота благодаря механическому разрыхлению прижатого к забою шлама позволяет значительно повысить качество очистки забоя скважины и эффективность его работы в целом.