Номер патента: 26748

Опубликовано: 15.03.2013

Автор: Мендебаев Токтамыс Нусипхулович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

АЛМАЗНОЕ БУРОВОЕ ДОЛОТО
Изобретение относится к горной технике, а конкретно к породоразрушающим инструментам предназначенным для проводки скважин.
Задача изобретения - достижения стабильно высоких значений крутящего момента алмазного бурового долота на контакте с разрушаемой горной породой.
Технический результат - самовращающаяся под направленным воздействием потока промывочной жидкости рабочая матрица скользящим контактом по кругу связанная с корпусом алмазного бурового долота.
В алмазном буровом долоте, корпус и рабочая матрица выполнены одинаковым диаметром и связаны скользящим контактом по кругу, корпус снабжен присоединенным к нему снизу в осевом положении валом с нижним буртиком, совместно с корпусом образующие кольцевую полость, рабочая матрица оснащена соосно закрепленной на ней сверху втулкой, которая по вращению наклонно прикрепленными к ней снаружи полукруглыми лопатками размещена в кольцевой полости опирающимися посредством подшипника на нижний буртик вала с возможностью вращения, внутренние продольные отверстия корпуса проведены проходящими в кольцевую полость, и направленными на встречные внутренние стенки полукруглых лопаток, при этом сообщающийся с кольцевой полостью выпускные отверстия просверлены по краям окружности рабочей матрицы плавно изогнуто выходящими в нижнем окончании горизонтальным участком на концентричные канавки торцевой поверхности противоположно вращению, на внешней поверхности рабочей матрицы снизу доверху выполнены открытые каналы с передними вьшуклыми стенками по ходу вращения, периодически совпадающимися с ответными каналами расположенными на тело корпуса, и перекрывающимися между ними корпусом при вращении рабочей матрицы относительно последнего.

Текст

Смотреть все

(51) 21 10/00 (2006.01) 21 10/46 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ связаны скользящим контактом по кругу, корпу снабжен присоединенным к нему снизу в осевом положении валом с нижним буртиком, совместно с корпусом образующие кольцевую полость, рабочая матрица оснащена соосно закрепленной на ней сверху втулкой, которая по вращению наклонно прикрепленными к ней снаружи полукруглыми лопатками размещена в кольцевой полости опирающимися посредством подшипника на нижний буртик вала с возможностью вращения,внутренние продольные отверстия корпуса проведены проходящими в кольцевую полость, и направленными на встречные внутренние стенки полукруглых лопаток, при этом сообщающийся с кольцевой полостью выпускные отверстия просверлены по краям окружности рабочей матрицы плавно изогнуто выходящими в нижнем окончании горизонтальным участком на концентричные канавки торцевой поверхности противоположно вращению, на внешней поверхности рабочей матрицы снизу доверху выполнены открытые каналы с передними выпуклыми стенками по ходу вращения,периодически попадающимися с ответными каналами расположенными на тело корпуса, и перекрывающимися между ними корпусом при вращении рабочей матрицы относительно последнего.(57) Изобретение относится к горной технике, а конкретно к породоразрушающим инструментам предназначенным для проводки скважин. Задача изобретения - достижения стабильно высоких значений крутящего момента алмазного бурового долота на контакте с разрушаемой горной породой. Технический результат - самовращающаяся под направленным воздействием потока промывочной жидкости рабочая матрица скользящим контактом по кругу связанная с корпусом алмазного бурового долота. В алмазном буровом долоте, корпус и рабочая матрица выполнены одинаковым диаметром и Изобретение относится к горной технике, а конкретно к породоразрушающим инструментам предназначенным для проводки скважин. Известно алмазное буровое долото, содержащее полый корпус, прикрепленную к нему матрицу с продольными каналами выходящими в концентричную канавку на торце. Инструмент для бурения скважин. Недра, М., 1981. Недостаток данного алмазного бурового долота оно приводится во вращательное движение крутящим моментом созданном вне его конструкции, чем обусловлены потери значений крутящего момента в период передачи. Прототипом заявляемого изобретения является алмазное буровое долото, содержащее корпус с внутренними продольными отверстиями, связанную с корпусом рабочую матрицу с кольцевыми концентричными канавками на торцевой поверхности и выпускными отверстиями в нижнем окончании имеющими выход в концентричные канавки. Патент РК 24035 Алмазное буровое долото, бюл.5, 2011. Прототип имеет те же недостатки, что и приведенный аналог, то есть крутящий момент алмазному буровому долоту также передается извне,сопровождающиеся неизбежными колебаниями и потерями его значений из-за расстоянии передачи и присутствием конструктивных помех вращательному движению алмазного бурового долота. Задача изобретения - достижения стабильно высоких значений крутящего момента алмазного бурового долота на контакте с разрушаемой горной породой. Технический результат - самовращающаяся под направленным воздействием потока промывочной жидкости рабочая матрица скользящим контактом по кругу связанная с корпусом алмазного бурового долота. Технический результат достигается тем, что в алмазном буровом долоте, содержащее корпус с внутренними продольными отверстиями, связанную с корпусом рабочую матрицу с кольцевыми концентричными канавками на торцевой поверхности и выпускными отверстиями в нижнем окончании имеющими выход в концентричные канавки, согласно изобретению, корпус и рабочая матрица выполнены одинаковым диаметром и связаны скользящим контактом по кругу, корпус снабжен присоединенным к нему снизу в осевом положении валом с нижним буртиком, совместно с корпусом образующие кольцевую полость, рабочая матрица оснащена соосно закрепленной на ней сверху втулкой, которая по вращению наклонно прикрепленными к ней снаружи полукруглыми лопатками размещена в кольцевой полости опирающимися посредством подшипника на нижний буртик вала с возможностью вращения,внутренние продольные отверстия корпуса проведены проходящими в кольцевую полость, и направленными на встречные внутренние стенки полукруглых лопаток, при этом сообщающийся с кольцевой полостью выпускные отверстия 2 просверлены по краям окружности рабочей матрицы плавно изогнуто выходящими в нижнем окончании горизонтальным участком на концентричные канавки торцевой поверхности противоположно вращению, на внешней поверхности рабочей матрицы снизу доверху выполнены открытые каналы с передними выпуклыми стенками по ходу вращения, периодически совпадающимися с ответными каналами расположенными на тело корпуса, и перекрывающимися между ними корпусом при вращении рабочей матрицы относительно последнего. Совокупностью отличительных признаков изобретения углубка и формирование скважин осуществляется самовращающейся рабочей матрицей скользящим контактом по кругу связанной с корпусом алмазного бурового долота. Отличительным признаком изобретения - корпус снабжен присоединенным к нему снизу в осевом положении валом с нижним буртиком, совместно с корпусом образующие кольцевую полость, рабочая матрица оснащена соосно закрепленной на ней сверху втулкой, которая по вращению наклонно прикрепленными к ней снаружи полукруглыми лопатками размещена в кольцевой полости опирающимися посредством подшипника на нижний буртик вала с возможностью вращения,внутренние продольные отверстия корпуса проведены проходящими в кольцевую полость, и направленными на встречные внутренние стенки полукруглых лопаток, обеспечивается создание нисходящим потоком промывочной жидкости начального крутящего момента в кольцевой полости образованной корпусом и валом, снижения конструктивных помех вращательному движению рабочей матрицы. Признаком изобретения - сообщающийся с кольцевой полостью выпускные отверстия просверлены по краям окружности рабочей матрицы плавно изогнуто выходящими в нижнем окончании горизонтальным участком на концентричные канавки торцевой поверхности противоположно вращению, при протекании через них нисходящего потока промывочной жидкости с плавным поворотом, наибольшие давления возникают у передней по вращению стенки выпускных отверстий, суммарно преобразуемые в крутящий момент рабочей матрицы, при этом наличием горизонтального участка в нижнем окончании произойдет появления предельных величин реактивной силы истечения промывочной жидкости,по направлению кругового приложения совпадающие с вращением рабочей матрицы,совместно способствующие усилению крутящего момента. Выполнением корпуса и рабочей матрицы одинаковым диаметром, связанными скользящим контактом по кругу, на внешней поверхности рабочей матрицы снизу доверху открытых каналов с передними выпуклыми стенками по ходу вращения,периодически совпадающимися с ответными каналами расположенными на тело корпуса, и перекрывающимися между ними корпусом при вращении рабочей матрицы относительно последнего,образуется забойное давление промывочной жидкости ниже корпуса,и поворотным восходящим потоком промывочной жидкости забойное давление будет приложено на передние выпуклые стенки открытых каналов,создавая крутящий момент, и при их совпадении с ответными каналами расположенными на тело корпуса, под воздействием забойного давления происходит ускоренный силовой выброс восходящего потока вверх, сопровождающийся с увеличением реактивной силы истечения,одновременно в открытых каналах перекрытых корпусом произойдет гидравлический удар, и отраженная волна повышенного давления также будет приложена на передние выпуклые стенки открытых каналов, что совокупно с реактивной силы истечения промывочной жидкости создают дополнительный крутящий момент с внешней стороны рабочей матрицы. Вкупе с другими признаками изобретения,создание забойного давления промывочной жидкости ниже корпуса, и прерывисто, выбросно ударно совмещенный интенсивный режим пульсирующего движения напорного восходящего потока позволяют получить суммарный крутящий момент с высокими значениями. Совокупность существенно отличительных признаков изобретения имеют причинноследственную связь, обеспечивают решение задачи и достижение технического результата. На фиг.1 изображен продольный разрез алмазного бурового долота, на фиг.2 вид с внешней стороны. Алмазное буровое долото содержит корпус 1 с внутренними продольными отверстиями 2,связанную с корпусом 1 скользящим контактом по кругу рабочую матрицу 3 одинаковым диаметром с ним и выпускными отверстиями 4 выходящими в нижнем окончании горизонтальным участком 6 на концентричные канавки 5 торцевой поверхности противоположно вращению. Корпус 1 снабжен присоединенным к нему снизу в осевом положении валом 7 с нижним буртиком 8,совместно с корпусом 1 образующие кольцевую полость 9. Рабочая матрица 3 оснащена соосно закрепленной на ней сверху втулкой 10, которая по вращению наклонно прикрепленными к ней снаружи полукруглыми лопатками 11 размещена в кольцевой полости 9, опирающимися посредством подшипника 12 на нижний буртик 8 вала 7 с возможностью вращения. Внутренние продольные отверстия 2 корпуса 1 проведены проходящими в кольцевую полость 9, и направленными на встречные внутренние стенки полукруглых лопаток 11. Сообщающийся с кольцевой полостью 9 выпускные отверстия 4 просверлены по краям окружности рабочей матрицы 3 плавно изогнуто выходящими в нижнем окончании горизонтальным участком 6 на концентричные канавки 5 торцевой поверхности противоположно вращению. На внешней поверхности рабочей матрицы 3 снизу доверху выполнены открытые каналы 13 с передними выпуклыми стенками 14 по ходу вращения, периодически совпадающимися с ответными каналами 15 расположенные на тело корпуса 1, и перекрывающимися между ними корпусом 1 при вращении рабочей матрицы относительно последнего. Алмазное буровое долото работает в следующем порядке. Подаваемый по колонне бурильных труб (не показано) соединенная сверху с корпусом 1,нисходящий поток промывочной жидкости по внутренним продольным отверстиям 2 проходит в кольцевую полость 9, и воздействием силой веса столба промывочной жидкости и скоростного напора на наклонно прикрепленные снаружи к втулке 10 полукруглые лопатки 11 приводят во вращательное движение втулку 10, опирающимся посредством подшипника 12 на нижний буртик 8 вала 7. Крутящий момент от втулки 10 передается рабочей матрице 3, связанной с корпусом 1 скользящим контактом по кругу. Далее нисходящий поток промывочной жидкости из кольцевой полости 9 поступает в сообщающийся с ней выпускные отверстия 4,поворачивая по плавно изогнутому направлению к выходу на концентричные канавки 5 торцевой поверхности оказывают давления на передние по вращению стенки, что суммарно с реактивной силой истечения промывочной жидкости через горизонтальный участок 6 противоположно вращению создает крутящий момент для вращения рабочей матрицы 3. После этого, ниже корпуса 1 образуется забойное давление промывочной жидкости, и напорный восходящий поток, поворачиваясь по направлению открытых каналов 13, воздействует на передние выпуклые стенки 14, усиливая крутящий момент, и при совпадении открытых каналов 13 с ответными каналами 15 расположенные на тело корпуса 1,происходит ускоренный силовой выброс восходящего потока вверх, сопровождающийся увеличением реактивной силы истечения,одновременно в открытых каналах 13 перекрытых корпусом 1 произойдет гидравлический удар, и отраженная волна повышенного давления также будет приложена на передние выпуклые стенки 14 открытых каналов 13, что совокупно создают дополнительный крутящий момент с внешней стороны рабочей матрицы 3, осуществляющий углубку и формирование скважины (не показано). Принципиальная работоспособность и значительные ресурсы алмазного бурового долота с самовращающейся рабочей матрицей с высокими значениями крутящего момента и минимальными затратами энергии подтверждены экспериментально на буровом стенде оснащенном буровым станком СКБ-41, промывочным насосом НБЗ-320/63 и контрольно измерительными приборами по замеру расхода и давлений промывочной жидкости,энергии, численных значений крутящего момента и частоты вращения рабочей матрицы относительно корпуса. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Алмазное буровое долото, содержащее корпус с внутренними продольными отверстиями, связанную с корпусом рабочую матрицу с кольцевыми концентричными канавками на торцевой поверхности и выпускными отверстиями в нижнем окончании имеющими выход в концентричные канавки, отличающееся тем, что корпус и рабочая матрица выполнены одинаковым диаметром и связаны скользящим контактом по кругу, корпус снабжен присоединенным к нему снизу в осевом положении валом с нижним буртиком, совместно с корпусом образующие кольцевую полость, рабочая матрица оснащена соосно закрепленной на ней сверху втулкой, которая по вращению наклонно прикрепленными к ней снаружи полукруглыми лопатками размещена в кольцевой полости опирающимися посредством подшипника на нижний буртик вала с возможностью вращения,внутренние продольные отверстия корпуса проведены проходящими в кольцевую полость, и направленными на встречные внутренние стенки полукруглых лопаток, при этом сообщающиеся с кольцевой полостью выпускные отверстия просверлены по краям окружности рабочей матрицы плавно изогнуто выходящими в нижнем окончании горизонтальным участком на концентричные канавки торцевой поверхности противоположно вращению, на внешней поверхности рабочей матрицы снизу доверху выполнены открытые каналы с передними выпуклыми стенками по ходу вращения, периодически совпадающимися с ответными каналами расположенными на тело корпуса, и перекрывающимися между ними корпусом при вращении рабочей матрицы относительно последнего.

МПК / Метки

МПК: E21B 10/00, E21B 10/46

Метки: долото, буровое, алмазное

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-26748-almaznoe-burovoe-doloto.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Алмазное буровое долото</a>

Похожие патенты