Шарошечное долото

(19) Щ 5 Е 21 В 10 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕН промышленн нко О.С; С .К.; Полан ердюк И.И.;ский ГА; Павло-промышленно ин при открыто Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(57) Использование: бурение скваж разработке месторождений полезных ископаемых Сущность изобретения: шарошечное долото содержит папы 1 с полой ниппельной частью 2 и каналами 3, продво 1 з эе сало 4, втулку 6 с конусным отражателем 8 в виде воронки, боковыми окнами 7 и обратным клапаном Конусный отражатель 8 установлен в ниппепьной полости 2 долота с зазором относительно втулки 6 и соединен сней с возмож - ностью установочных радиального и продольного относительно оси втулки перемещений посредством упругой связи. 2 ил.Изобретение относится к породораэрушающим инструментам, в частности к шарошечным долотам для бурения скважин счисткой забоя воздушно-водяной смесью,Известно шарошечное долото, содержащее лапы с нипельной частью и каналами дл подачи охлажденного агента в опоры шдрошек, центральное продувочное сопла, с установленной в нем втулкой с боковыми окнами, конусным отражателем и обратнымклапаном.Недостаткрм известного долота является его ограниченное применение и невозможность использования цри бурениискважин с воздушно-водяным агентом, так как благодаря конусному отражателю значительная часть воды будет отбрасываться на стенки ниппельной полости и попадать в опоры шарошек долота, снижая их срок службы, К недостаткам известного долота можно отнести и низкую надежность его обрагного клапана, выполненного иэ элдсич оп материала и восстанавливающегосвою первоначальную форму только за счет его упругих свойств.Более полно решена задача защиты опор шарошечного долота ог попадания в их воды при бурении с воздушно-водяным агентом в шарошечном долоте, содерждгцем лапы с ниппельцой частью и каналами, сообщающимися с полостями опор шарошек, продувочное сопло. в верхней части которого закреплена втулка с конусным отражателем в виде воронки, боковыми окнами и обратным клапаном.Указанное долото теоретически решает задачу защиты опор от попадания в них воды, практически имеет повышенный цо сравнению с другими долотами срок службы. однако не лишено и недостатков, Конусный отражатель в виде воронки не обеспечивает гарантированноо перекрытия внутренней поверхности ниппельнойполости долота. Несоосность продувочногосопла, втулки и ниппельной полости может достигать в реальных шарошечных долотах достаточно больших величин, вследствиечего конусный отражатель не будет перекрывать всего сечения ниппельной полости. Следует заметить, что большая часть воды воздушно-водяного агента, двигающегося внутри буровой штанги сосредоточена у периферии потока, т.е, у стенок штанги. Водастекает по стенкам штанги и в случае неплотного перекрытия стенок ниппельной полости долота конусным отражателем попадает в опоры шарошек, отрицательновлияя на их долговечность,Следовательно, для того, чтобы обеспечить наиболее полную защиту шарошек от5 10 попадания воды, следует решить эдддчу концентрического расположения конусного отражателя выполненного в виде воронки в ниппельной полости долота при любых имеющих место в реальных долотах несоосностях продувочного сопла, втулки и ниппельной полости.Пути решения данной задачи могут быть различными. В частности, повышение требований к допускам на несоосность указанных выше деталей, Это приведет к усложнению технологии изготовления долот и повысит их сгоимость, Возможны и другие пути решения задачи.По нашему мнению наиболее оптимальный путь решения указанной здд. и предла ается в заявляемой конгтрукции шарошечного долота, Реализация этого пути позволит обеспечить технологический 15 20 25 30 35 40 50 55 результат - гарантированное перекрытиесечения ниппельной полости конусным от.рд,кдтелем.Укаэанный технический результат достигдеся тем, что в известном долоте, содержащем лдпы с палой ниппельной частьюи кдндлдми, сообщающимися с полостямиопор шдрошек, продувочное сопло, в верхней части которого закреплена втулка с конусным отражателем в виде воронки,бокоеы",и окнами и обрдным клапаном, конусныл отражатель установлен в полостиниппельной части долота с зазором относительно втулки и соединен с ней с возможностью радиального и продольногоотносительно оси втулки перемещения посредством упругой связи,Подобное конструктивное выполнениедолота кроме достижения основного технического результата - гарантированного перекрытия сечения ниппельной полостиконусн ым отражателем - обеспечивающегоотделение воды из потока воздушно-водяного дгенлга и направления ее через продувочное сопло на забой скважины, минуяопоры долота, позволит уменьшить аэродинамическое сопротивление долота, т.к, поток воздуха попадает в ниппельную полостьчерез кольцевой зазор между конусным отражателем и втулкой, сечение которогобольше сечения отверстий выполненных наповерхности конусного отражателя в прототипе.На фиг, 1 представлен фрагмент заявленного долота с положением его деталейпри отсутствии подачи воздушно-водяногоагента; на фиг, 2 - при подаче воздушно-водяного агента.Шдрошечное долото содержит лапы 1 сполой ниппельной частью 2 и каналами 3,сообщающимися с полостями опор шаро2001235 5055 шек (на ертежах не показань). продувочное сопло 4, установленное в олости 5 ниппельной части 2. В верхней части продувочного сопла 4, например на резьбовом соединении, закргплена втулка б с боковыми окнагли 7, конусным отражателем 8 и обратным клапаом, состоящим из сегментных вкладышей 9, установленьх на осях 10 с возможностью перемещения вдоль последних и последовательного закрытия или откры гия боковых окон 7 и сегментных отверстий 11, выполненных в верхней части втулки 6, под действием пружины 12 и давления воздушно-водяного агента, подаваемого в долото в процессе бурения, Конусный отражатель 8 выполнен в виде усеченного конуса и устаовлен в полости 5 ниппельной части 2 долота с зазором относительно втулки б и соединен меньшим диаметром с втулкои 6 посредствол упругой связи, например пружинами 13, с возмокностью радиального и продольного относительно втулки перемещения,В исходном положении до начала процесса бурения или отсутствии подачи воздушно-водяного агента в шарошечное долото сегментные вкладыши 9 обратного клапана под действием пружин 12 перекрываот боковые окна и сегментные отверстия 11 втулки 6, изолируя полость 5 долота, а следовательно, и опоры шарошек от попадания бурового шлама из скважины. Конусный отражатель 8, имея воэмокность радиального и продольного перемещения относительно оси втулки б эа счет упругой связи его со втулкои, при любых несоосностях продувного сопла 4, втулки, б и полости 5 ниппелыой части 2 долота, гарантированно перекрывает внешние стенки полости 5, по которым может поступать вода в полость 5 и далее в опоры шарошечного долота,За счет радиального выполнения втулки 6 и конусного отра:кателя 8 и установки их в полости ниппельной части долота с зазором относительно друг друга поток воздушно- водяного агента проходит в полость 5 по Формула изобретения шдрошечное долото, содержащее лапы с полой ниппельной частью и каналами, сообщающимися с полостями опор шарошек, продувочное сопло, , верхней части которого закреплена втулка с боковыми окнами, обратным клапано 1 л и конусным отражателем в виде воронки, расположен 5 10 15 20 25 30 35 40 45 значительно большему сеченик слеровательно. аэродинамическое сопротивление долота снижается.Шарошечное долого работает следующим образом,В процессе бурения поток воздушно-водяного агента при входе в шарошечное до лото встречает на своем пути конусный отражатель 8, Частицы воды конентпирчются на внутренней поверхности конусного от жателя 8 и стекают через его леньши диаметр и сегментные отверстия 11 в верхней части втулки 6 и попадают в продувочное сопло 4, минуя полость 5, а следовательно и опоры шарошек Частично очищенный от воды воздух проходит в кольцевой зазор между хоусньм отражателем 8 и втулкой б в полость 5 и через боковые окна 7, воздействует на боковые поверхности сегментных вкладышей 9, перемещая их вдоль осей 10 к центпальнпй продольной оси втулки б и сжимая прукинь: 12. г 1 ри этом сегментные отверстия 11, выполненнье в верхней части втулки б, открьваотся и частиць воды, сконцентрировавшиеся внутри конусного отражателя 8, поступают через втулку 6 и продувочное сопло 4 на забой скважинь. Частчно очищенный воздух иэ полости 5 ниппельной части 2 через каналы 3 одновременно поступит в полости опор шарошек, создав благоприятные условия для их работы,При прекращении подачи воздушно- водяного агента в шарошечное долото сегментные вкладыши 9 обратного клапана под действием пружин 12 переместятся вдоль осей 10 и перекроот боковые окна 7 и сегментные отверстия 11 втулки б, изолируя полость 5 ниппепьной части 2 и опоры шарошек от попадания бурового шлама,(56) Авторское свидетельство СССРМ 947380, кл. Е 21 В 10/24, 1984.Авторское свидетельство СССР4. 1177439, кл, Е 21 В 10/24, 1985. ным в полости ниппельной части, отличающееся тем, что конусный отражатель установлен с зазором относительно втулки и соединен с ней с возможностью радиального и продольного, относительно оси втулки, перемещений посредством упругой связи.2001235 орректор А,Обруч кто олкова Подписно каэ 3118 Тираж НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 оставитель ехред М,Мо Скал нтал