Гибридное буровое долото - RU190616U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к области бурения скважин, а именно к конструкциям гибридных буровых долот, оснащенных одновременно фиксированным и вращающимся вооружением и обладающих комбинированным воздействием на разбуриваемую горную породу.

С начала двадцатого века известно большое количество различных конструкций буровых шарошечных долот, относящихся к инструменту дробяще-скалывающего действия. Недостатками долот такого типа являются невысокая механическая скорость в мягких и средней твердости горных породах, а так же тенденция к уменьшению реального диаметра долота в процессе работы.

Ближе к концу двадцатого века большое распространение получили долота с фиксированным вооружением, оснащенные резцами из поликристаллического алмаза, относящиеся к инструменту режуще-скалывающего действия. Недостатками таких долот являются низкая стойкость и механическая скорость при бурении твердых горных пород и быстрый износ вооружения в перемежающихся твердых и мягких горных породах.

Известна группа патентов компании Бэйкер Хьюз RU 2564320, RU 2521132, RU 2541668, RU 2536914, RU 2541414, RU 2598388, RU 2601645, описывающих принципиальную конструкцию гибридного бурового долота, и возможные варианты модернизации его вооружения, опор шарошек, способа крепления лап. Конструкция долота включает в себя корпус долота, приспособленный в своей верхней части для присоединения к бурильной колонне; по меньшей мере, одну фиксированную лопасть, отходящую вниз от корпуса долота и имеющую радиально наиболее удаленную калибрующую поверхность; несколько фиксированных режущих элементов, прикрепленных к фиксированной лопасти; по меньшей мере, одну лапу долота, прикрепленную к корпусу долота; шарошку, установленную на лапе долота с возможностью вращения и, по меньшей мере, одну стабилизирующую накладку, расположенную между, по меньшей мере, одной лапой долота и, по меньшей мере, одной фиксированной лопастью и выступающую радиально наружу по существу до калибрующей поверхности.

Недостатками данной конструкции являются повышенная уязвимость фиксированного режущего вооружения из-за вибраций и ударов, возникающих при работе вращающегося вооружения шарошки или шарошек, производящих дробяще-скалывающее воздействие, а так же сравнительно невысокие скорости бурения такого долота в твердых и крепких горных породах.

Целью предлагаемой полезной модели является создание гибридного бурового долота, оказывающего комбинированное дробяще-скалывающее и режуще-скалывающее воздействие на разбуриваемую горную породу, обладающего преимуществами шарошечного долота и долота с фиксированными резцами, способное с большой эффективностью и скоростью бурить твердые горные породы, горные породы перемежающейся твердости и обеспечивать достаточную стойкость фиксированных резцов из поликристаллических алмазов в условиях совместной работы с вращающимся дробяще-скалывающим вооружением.

Указанная цель достигается за счет особого способа размещения фиксированного вооружения, не применявшегося ранее в конструкциях гибридных буровых долот. Часть, или все вооружение на лопасти долота в виде поликристаллических алмазных резцов размещается таким образом, чтобы обеспечить острый угол между поверхностью алмазного слоя резца и соответствующей ему разрушаемой поверхностью и располагается в противоположную от направления бурения сторону. Такое расположение поликристаллических алмазных резцов позволяет увеличить скорость бурения и повысить стойкость резца к ударным и вибрационным нагрузкам.

На прилагаемой фигуре 1 показана принципиальная суть способа установки поликристаллического алмазного резца на гибридное долото для реализации полезной модели.

На прилагаемой фигуре 2 показана конструкция бурового гибридного долота, как пример реализации полезной модели.

На лопасти 1 долота зафиксирован поликристаллический алмазный резец 2. Резец 2 установлен таким образом, что его плоская поверхность 3 алмазного слоя 4 составляет с поверхностью разрушаемой горной породы 5 острый угол А° и расположен в обратную от направления резания 6 сторону. Корпус долота 7, может быть выполнен как цельным, так и сборным, его оснащают резьбовой частью 8 для присоединения к компоновке низа бурильной колонны и хотя бы одной лапой 9, на которой подвижно закреплена шарошка 10. Шарошка 10 может быть выполнена как со вставным, так и с цельнофрезерованным вооружением и размещаться как на опоре качения, так и на опоре скольжения.

Долото содержит хотя бы одну лопасть 1, с установленными на ней поликристаллическими алмазными резцами 2. Лопасти 1 могут быть выполнены как заодно с корпусом 7, так и крепиться к нему с помощью сварки, пайки и механических фиксаторов.

Предлагаемая полезная модель позволяет эффективно бурить твердые горные породы, горные породы перемежающейся твердости и обеспечивать достаточную стойкость фиксированных резцов из поликристаллических алмазов в условиях совместной работы с вращающимся дробяще-скалывающим вооружением, а также высокую скорость рузбуривания породы.

Реферат

Полезная модель относится к области бурения скважин, а именно к конструкциям гибридных буровых долот. Технический результат заключается в увеличении стойкости и механической скорости гибридного бурового долота за счет использования принципиально нового способа установки фиксированных резцов. Буровое долото состоит из корпуса долота, соединяющегося с компоновкой низа бурильной колонны посредством резьбы, по меньшей мере, одной лопасти, оснащенной фиксированным вооружением, расположенным особым образом, и, по меньшей мере, одной лапы, на которой закреплена вращающаяся шарошка, оснащенная вооружением. Буровое долото оказывает на горную породу как дробящее-скалывающее, так и режуще-скалывающее действия. 2 ил.

Формула