Ступенчатое долото ударно-вращательного бурения и кольцевая коронка с ним

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к области бурения скважин ударно-вращательным способом с помощью погружных буровых машин -гидроударников и пневмоударников.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности бурения путем передачи на коронку регулярных ударных импульсов, создания дополнительных поверхностей обнажения забоя и снижения износа резцов.
Это достигается тем, что в кольцевой коронке для ударно-вращательного бурения, включающей короночное кольцо с резьбовой частью и рабочей частью, армированной твердосплавными резцами с радиальными лезвиями, расположенными на одном уровне, с наружной стороны короночного кольца, в радиальных отверстиях, выполненных в его рабочей части, установлены твердосплавные цилиндри-ческие штыри с полусферическими головками, выступающими из короночного кольца на величину выхода резцов по наружному диаметру коронки, причем по высоте короночного кольца штыри расположены на уровне основания лезвия резца.
Это достигается также тем, что ступенчатое долото, включающее центральную ступенчатую часть с выступающим центральным стержнем, армирован-ным твердосплавным резцом первой ступени, и с отстающими от него по высоте радиальными выступами, армированными резцами второй ступени, и кольцевую коронку с радиальными резцами, включает переходник к погружной буровой машине, в качестве кольцевой коронки использована коронка, описанная выше, центральная ступенчатая часть долота и коронка жестко соединены с переходником, причем коронка расположена с отставанием по высоте от второй ступени долота и ее резцы образуют третью ступень долота.

Текст

Смотреть все

(51) 21 10/00 (2006.01) 21 10/40 (2006.01) 21 10/46 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ короночное кольцо с резьбовой частью и рабочей частью, армированной твердосплавными резцами с радиальными лезвиями, расположенными на одном уровне, с наружной стороны короночного кольца, в радиальных отверстиях, выполненных в его рабочей части, установлены твердосплавные цилиндрические штыри с полусферическими головками,выступающими из короночного кольца на величину выхода резцов по наружному диаметру коронки,причем по высоте короночного кольца штыри расположены на уровне основания лезвия резца. Это достигается также тем, что ступенчатое долото,включающее центральную ступенчатую часть с выступающим центральным стержнем, армированным твердосплавным резцом первой ступени, и с отстающими от него по высоте радиальными выступами, армированными резцами второй ступени, и кольцевую коронку с радиальными резцами, включает переходник к погружной буровой машине, в качестве кольцевой коронки использована коронка,описанная выше,центральная ступенчатая часть долота и коронка жестко соединены с переходником, причем коронка расположена с отставанием по высоте от второй ступени долота и ее резцы образуют третью ступень долота.(72) Отебаев Майлыбай Ратов Боранбай Товбасарович Молдабеков Мурат Сманович тебай Берикбай Майлыбайлы Айтугулова Баян Андреевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СТУПЕНЧАТОЕ ДОЛОТО УДАРНОВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ И КОЛЬЦЕВАЯ КОРОНКА С НИМ(57) Изобретение относится к области бурения скважин ударно-вращательным способом с помощью погружных буровых машин гидроударников и пневмоударников. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности бурения путем передачи на коронку регулярных ударных импульсов,создания дополнительных поверхностей обнажения забоя и снижения износа резцов. Это достигается тем, что в кольцевой коронке для ударно-вращательного бурения, включающей 21722 Изобретение относится к области бурения скважин ударно-вращательным способом. Этот способ заключается в разрушении породы на забое скважины путем нанесения ударов долотчатым инструментом с одновременным перемещением его по забою и скалыванию частиц породы за счет вращения инструмента. Генератором ударов и звеном, передающим крутящий момент от станка,расположенного на поверхности,является погружная, т.е. опускаемая на забой скважины,буровая машина - гидроударник, или пневмоударник. В качестве инструментов для ударновращательного бурения,непосредственно производящих работу по разрушению породы на забое скважины пластинами-резцами из твердого сплава, используются долота, обеспечивающие проходку скважины сплошным забоем, или кольцевые коронки, образующие керн - столбик породы, извлекаемый из массива породы для определения ее свойств. Резцы долота могут располагаться в одной плоскости, создавая забой скважины в этой же плоскости, а могут размещаться в нескольких плоскостях, отстоящих на разном расстоянии от торца по вертикали и образующих ступени. В последнем случае долото называется ступенчатым. Известно ступенчатое долото ударновращательного бурения (Эпштейн Е.Ф., Ясов В.Г. Бурение скважин гидроударниками. М. Недра,1967, - с. 154), включающее центральную ступенчатую часть с выступающим центральным стержнем, армированным твердосплавным резцом первой ступени, и с отстающими от него по высоте радиальными выступами, армированными резцами второй ступени, и кольцевую коронку с радиальными резцами, для обработки периферийной части забоя скважины. При этом центральная ступенчатая часть выполнена в виде стержня,воспринимающего удары бойка машины, и расположена в полости кольцевой коронки, а коронка соединена с корпусом погружной буровой машины и имеет продольные пазы, в которых размещены радиальные выступы второй ступени центральной части. Твердосплавные резцы имеют заостренное долотчатое лезвие для передачи удара и боковую поверхность, перпендикулярную лезвию,для формирования стенки скважины. Ступенчатое долото обеспечивает разделение забоя на участки, которые, за исключением центрального, наиболее углубленного участка,выполнены уступами, т.е. имеют дополнительную поверхность обнажения помимо поверхности забоя. Это снижает энергоемкость разрушения породы на этих участках и повышает эффективность бурения. Кроме того, конструкция известного долота позволяет в случае необходимости использовать его составные части - центральную ступенчатую и коронку - как самостоятельные независимые инструменты для бурения. Положительным качеством является также упрощение восстановления изношенной коронки. Поскольку наибольшему износу подвергается периферийная 2 часть долота, то восстановить его после износа резцов коронки можно ее заменой без замены центральной части. Это увеличивает общий ресурс долота. Однако в известном долоте удары от бойка машины воспринимаются только центральной частью долота. Коронка же воспринимает удары от корпуса машины, которые происходят за счет подскоков корпуса при неустановившемся режиме работы. В результате, в отличие от резцов центрального участка долота, резцы коронки,разрушающие периферийную зону забоя, работают,в основном, за счет вращения коронки, что снижает эффективность разрушения породы и повышает износ резцов. Кроме того, отстающая ступень центральной части долота при нанесении ударов находится на уровне резцов коронки, в результате чего долото в целом включает только одну ступень размещения лезвий резцов по высоте, что ограничивает возможность создания дополнительных поверхностей обнажения забоя и, соответственно,повышения эффективности бурения. Задачей изобретения является разработка долота,для ударно-вращательного бурения скважин погружными буровыми машинами,обеспечивающего повышение эффективности бурения путем передачи на коронку регулярных ударных импульсов, создания дополнительных поверхностей обнажения забоя и снижения износа резцов. Технический результат достигается тем, что в кольцевой коронке для ударно-вращательного бурения, включающей короночное кольцо с резьбовой частью и рабочей частью, армированной твердосплавными резцами с радиальными лезвиями,расположенными на одном уровне, с наружной стороны короночного кольца, в радиальных отверстиях, выполненных в его рабочей части,установлены твердосплавные цилиндрические штыри с полусферическими головками,выступающими из короночного кольца на величину выхода резцов по наружному диаметру коронки,причем по высоте короночного кольца штыри расположены на уровне основания лезвия резца. Это достигается также тем, что ступенчатое долото для ударно-вращательного бурения скважин погружными буровыми машинами, включающее центральную ступенчатую часть с выступающим центральным стержнем, армированным твердосплавным резцом первой ступени, и с отстающими от него по высоте радиальными выступами,армированными резцами второй ступени, и кольцевую коронку с радиальными резцами, для обработки периферийной части забоя скважины,причем центральная ступенчатая часть расположена в полости кольцевой коронки, включает также переходник к погружной буровой машине, в качестве кольцевой коронки использована коронка,описанная выше, центральная ступенчатая часть долота и коронка жестко соединены с переходником, причем коронка расположена с отставанием по высоте от второй ступени долота и ее резцы образуют третью ступень долота. 21722 Выполнение коронки с твердосплавными штырями,выступающими на наружной поверхности, позволяет снизить ее износ по диаметру за счет уменьшения бокового конусного износа резцов, что устраняет одну из основных причин поломок резцов, увеличивает ресурс коронки и повышает эффективность разрушения породы на стенке скважины у забоя. Закрепление центральной части долота и коронки в переходнике обеспечивает регулярную передачу ударов не коронку, а отставание резцов коронки от резцов центральной части долота формирует дополнительную ступень долота, что создает дополнительную поверхность обнажения забоя. Создание дополнительных ступеней в центральной части долота служит той же цели и все это снижает энергоемкость разрушения породы на забое и повышает эффективность бурения. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг. 1 приведен продольный разрез долота,на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид В на фиг 1. Долото включает переходник 1 на буровую машину, содержащий верхнюю резьбовую часть,для соединения с наковальней буровой машины,нижнюю резьбовую часть, для соединения с кольцевой коронкой 4, а также поперечную перегородку с окнами 2, для прохода жидкости, и центральным трубчатым стержнем 3 с резьбой, для присоединения центральной ступенчатой части 6 долота, имеющей опережающий продольный выступ 11 с долотчатым резцом 12, формирующим первую ступень долота, и радиальные выступы 7 с резцами 9 второй ступени. Центральная часть 6 долота имеет осевой промывочный канал и выходные наклонные промывочные каналы 10. Кольцевая коронка 4 состоит из короночного кольца с резьбой для соединения с переходником 1 и рабочей частью, армированной твердосплавными резцами 5, чередуясь с резцами, в рабочей части короночного кольца радиально установлены цилиндрические твердосплавные штыри 8 с полусферической головкой,закрепленные в радиальных отверстиях так, что головка выступает за пределы короночного кольца на величину,соответствующую выпуску резцов. При этом отверстия для штырей выполнены по высоте коронки на уровне основания долотчатого лезвия резца. Резцы 5 коронки расположены на одном уровне, который отстает от уровня резцов 9 второй ступени и образует третью ступень долота. В зависимости от свойств породы долото может включать дополнительные ступени, выполненные на его центральной части. Работа долота происходит следующим образом. Переходник 1 жестко с помощью резьбы соединяют с наковальней буровой машины. Машину спускают в скважину, устанавливают с опорой долота на забой скважины и подают в нее рабочий агент жидкость или воздух, по давлением которого происходит ее работа. При этом боек машины наносит удары по наковальне, через которую импульсы передаются переходнику 1 долота, а через него -центральной части 6 и коронке 4 долота. Одновременно буровым станком с поверхности через бурильную колонну производят осевое вращение погружной буровой машины и соединенного с ней долота. Долотчатый резец 12,закрепленный на опережающем выступе 11,выбуривает цилиндрическое отверстие в центральной части забоя. Резцы 9 второй ступени долота работают на участке забоя, который имеет дополнительную поверхность обнажения в виде стенок центрального отверстия, что облегчает разрушение породы на этом участке. Аналогично разрушается резцами 5 следующий по высоте участок забоя, также имеющий дополнительную поверхность обнажения в виде стенки отверстия на предыдущем участке. Однако наиболее трудоемкой зоной забоя является ее периферийный участок, на котором происходит формирование стенки скважины. Здесь же происходит и наиболее интенсивный износ резцов 5. Для снижения интенсивности этого износа в коронке размещены штыри 8, которые воздействуют на стенку скважины путем ее истирания и передачи ударных импульсов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Кольцевая коронка для ударно-вращательного бурения, включающая короночно кольцо с резьбовой частью и рабочей частью, армированной твердосплавными резцами с радиальными лезвиями,расположенными на одном уровне, отличающаяся тем, что с наружной стороны короночного кольца, в радиальных отверстиях, выполненных в его рабочей части, установлены твердосплавные цилиндрические штыри с полусферическими головками,выступающими из короночного кольца на величину выхода резцов по наружному диаметру коронки,причем по высоте короночного кольца штыри расположены на уровне основания лезвия резца. 2. Ступенчатое долото для ударно-вращательного бурения скважин погружными буровыми машинами, включающее центральную ступенчатую часть с выступающим центральным стержнем,армированным твердосплавным резцом первой ступени, и с отстающими от него по высоте радиальными выступами, армированными резцами второй ступени, и кольцевую коронку с радиальными резцами, для обработки периферийной части забоя скважины, причем центральная ступенчатая часть расположена в полости кольцевой коронки, отличающееся тем, что оно включает переходник к погружной буровой машине, в качестве кольцевой коронки использована коронка по п.1, центральная ступенчатая часть долота и коронка жестко соединены с переходником, причем коронка расположена с отставанием по высоте от второй ступени долота и ее резцы образуют третью ступень.

МПК / Метки

МПК: E21B 10/46, E21B 10/40, E21B 10/00

Метки: ступенчатое, коронка, ударно-вращательного, бурения, кольцевая, долото, ним

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip21722-stupenchatoe-doloto-udarno-vrashhatelnogo-bureniya-i-kolcevaya-koronka-s-nim.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Ступенчатое долото ударно-вращательного бурения и кольцевая коронка с ним</a>

Похожие патенты