Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения с использованием центрального промывочного узла.

Известно буровое шарошечное долото, включающее корпус с осевым каналом, закрепленные на цапфах конусные шарошки и размещенный в осевом канале патрубок с насадкой (см. авт. св. СССР №1010246, кл. E21B 10/08, 1981).

Недостатком этого долота является малая эффективность работы из-за высокой вероятности образования шламовой пробки в надшарошечном пространстве.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее корпус с центральным ступенчатым каналом, закрепленные на лапах шарошки и размещенный в центральном канале патрубок из эластичного материала, выходной конец которого оснащен размещенными на внутренней поверхности насадкой, а на наружной поверхности - втулкой (см. авт. св. СССР №1514900, кл. E21B 10/08, 1989).

Данное долото благодаря использованию гибкого патрубка обеспечивает более качественную очистку забоя от шлама. Однако известное долото не исключает образования надшарошечного шламового сальника из-за отсутствия организованного движения патрубка, что снижает эффективность работы долота в целом.

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

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем корпус с центральным каналом, закрепленные на лапах шарошки и размещенный в центральном канале патрубок из эластичного материала, выходной конец которого оснащен размещенными на внутренней поверхности насадкой, а на наружной поверхности - втулкой, согласно изобретению пространство между лапами перекрыто перегородками, внутренняя поверхность которых образует совместно с внутренними гранями лап замкнутую кольцевую поверхность, контактирующую в рабочем положении с наружной поверхностью втулки гибкого патрубка, при этом контактирующие поверхности втулки и кольцевой поверхности выполнены с ответными выступами и впадинами, а патрубок закреплен в корпусе с возможностью поворота вокруг своей оси.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид долота в продольном разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1 с центральным ступенчатым каналом 4, закрепленные на лапах 2 шарошки 3 и размещенный в центральном канале 4 Т-образный патрубок 5, выполненный из эластичного материала. Выходной (нижний) концевой участок патрубка 5 оснащен втулкой 9, закрепленной на наружной поверхности патрубка 5, и гидромониторной насадкой 8, размещенной на внутренней поверхности патрубка 5. Последний установлен в центральном канале 4 корпуса 1 с возможностью вращения вокруг своей оси. С этой целью патрубок 5 оснащен опорным подшипником качения 6, размещенным между корпусом 1 и поперечной частью Т-образного патрубка 5, зафиксированного от осевого перемещения гайкой 7. Пространство между лапами 2 перекрыто перегородками 10, внутренняя поверхность которых образует совместно с внутренними гранями лап 2 замкнутую кольцевую поверхность, контактирующую в рабочем положении с наружной поверхностью втулки 9 гибкого патрубка 5, при этом контактирующие поверхности втулки 9 и кольцевой поверхности выполнены с ответными выступами и впадинами 11 и 12.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы шарошек 3 долота осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. Разрушенная порода выносится на поверхность потоком промывочной жидкости, подаваемой на забой через центральный канал 4 и патрубок 5. При вращении долота за счет центробежных сил гибкий патрубок 5 отклоняется от оси долота и располагается в надшарошечной полости, очищая все пространство от шлама. При отклонении патрубка 5 от оси долота наружная поверхность втулки 9 входит в контакт с внутренними гранями лап 2 и перегородок 10. При этом благодаря выполнению патрубка 5 с возможностью вращения вокруг своей оси, выступы 11 свободно перекатываются по впадинам 12, осуществляя движение по синусоиде, благодаря чему патрубок 5 с насадкой 8 совершают радиальное перемещение на величину, определяемую высотой выступов и впадин 11 и 12. Величина выступов 11 и впадин 12 выбирается таким образом, чтобы осуществлять очистку всей поверхности шарошек 2 от шлама и одновременно обеспечивать качественное охлаждение рабочих элементов долота и эффективное удаление шлама в затрубное пространство.

В целом это повышает все технико-экономические показатели работы долота и ведет к снижению стоимости буровых работ.