Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным долотам для бурения скважин, преимущественно, с очисткой забоя скважин газообразным агентом.

Известно буровое шарошечное долото для бурения скважин с очисткой забоя скважин газообразным агентом, включающее лапы с ниппельной частью и каналами для продувочных сопел с установленными в них шламозащитными запорными органами в виде усеченного конуса из эластичного материала, соединенными с корпусом долота пружиной растяжения (см. авт. св. СССР №1492018, E21B 27/00, 1989 г.).

Недостатком этого долота является возможность выхода запорного органа за пределы корпуса долота во время его работы, что приводит к повреждению запорного органа обратным потоком очистного агента, особенно при наличии абразивных частиц, и, как следствие этого, к его разгерметизации. Не менее важным недостатком является невозможность регулирования очистки шарошек от шлама, что резко снижает эффективность работы долота в целом.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее лапы со смонтированными на них шарошками и очистную систему с напорными каналами и поворотными направляющими заслонками, направляющими очистной поток на шарошки (см. патент США №2749092, кл. 175-340, 1956 г.).

Основным недостатком данного долота является малая эффективность его работы при использовании в качестве очистного агента воздуха. В этом случае используются долота с каналами для охлаждения опор очистным агентом, подаваемым в опоры через каналы, соединенные с полостью долота. В этих долотах в случае прекращения подачи очистного агента шлам попадает через указанные каналы в полость подшипников и заклинивает их. Это приводит к вынужденному подъему бурового снаряда для замены долота или очистки его опор, что увеличивает непроизводительные затраты времени и снижает скорость бурения.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет предотвращения попадания шлама в ниппельную полость долота.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем лапы со смонтированными на них шарошками и очистную систему с напорными каналами и поворотными направляющими заслонками, направляющими очистной поток на шарошки, согласно изобретению долото снабжено пружинами растяжения, соединяющими лапы с заслонками для перекрытия напорных каналов очистной системы в случае прекращения подачи очистного агента, при этом каждая поворотная заслонка соединена с лапой посредством штифта со штоком, выполненным с возможностью осевого перемещения в лапе при помощи пружины растяжения, один конец которой соединен со штоком, а другой - посредством второго штифта с лапой, причем напорные каналы в нижней части выполнены в виде диффузора, а заслонки имеют выступы ответной формы.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид долота, на левой половине - в рабочем положении, на правом - в транспортном положении или в положении после прекращения подачи очистного агента; фиг. 2 - узел А на фиг. 1 в увеличенном масштабе.

Буровое шарошечное долото включает лапы 1 с присоединительным ниппелем 2, со смонтированными на них шарошками 3 и очистную систему с напорными каналами 4 и поворотными в вертикальной плоскости заслонками 5, направляющими очистной поток на шарошки 3.

Каждая поворотная заслонка 5 соединена с лапой 1 посредством штифта 6 со штоком 7, выполненным с возможностью осевого перемещения в лапе при помощи пружины растяжения 8, один конец которой соединен со штоком 7, а другой - посредством второго штифта 9 с лапой 1.

Принцип работы долота заключается в следующем. При спуске и подъеме долота напорные каналы 4 перекрыты заслонками 5. Это при бурении с использованием промывочной жидкости исключает попадания ее в полость бурового снаряда и тем самым исключает попадание шлама в полость опоры долота. Кроме того, это исключает и разлив промывочной жидкости на рабочее место обслуживающего персонала, служащий часто причиной несчастных случаев. При бурении с продувкой это улучшает условия работы буровой бригады благодаря лучшему отводу пыли через специальное устьевое оборудование. В процессе бурения очистной агент направляется на шарошки 3 долота и очищает их от шлама. При этом путем изменения объема подачи очистного агента меняется угол наклона заслонок 5 и тем самым обрабатывается почти вся рабочая поверхность шарошки 3. Этому способствует также и снабжение долота пружинами растяжения 8, обеспечивающими дополнительное осевое перемещение заслонок 5. Для повышения надежности герметизации очистной системы напорные каналы 4 в нижней части выполнены в виде диффузора 10, а заслонки - с ответной формы выступами 11, изготовляемыми из износостойкого материала.

Такое выполнение долота позволяет повысить эффективность его работы за счет предотвращения попадания шлама в ниппельную полость долота при одновременном улучшении условий работы бурового персонала.