Колонковое долото

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 346 9) 1 В 10/Ог 1)5 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫ ИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБ Т И ИС-Сибир- проект- нологии ин с от: колонпус с головку к горнои прородоразрушания скважин с 4 (л Ыааааа К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Сургутское отделение Западноского научно-исследовательского ино-конструкторского института техглубокого разведочного бурения(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 446623, кл, Е 21 В 10/02, 1972,Авторское свидетельство СССРЬ 791890, кл, Е 21 В 10/02, 1977,(57) Использование; бурение скважбором керна, Сущность изобретенияковое долото содержит корпромывочными каналами и рабочую Изобретение относитс мышленности, а именно к ющему инструменту для бу отбором керна. Известны колонковые долота, содержащие корпус со вставными сменными резцами, закрепляемыми с помощью штифтов, размещаемых в сквозных отверстиях.Недостатком известных устройств является то, что вставные сменные резцы размещены в диаметральной плоскости корпуса, из-за чего снижаются производительность бурения, проходка на долото и процент выхода керна,Известно также колонковое долото, содержащее корпус с промывочными каналами и рабочую головку с кернообразующими и скважинообразующими резцами, установс дугообразными пазами, В пазах хвостовиками установлены дугообразные скважинои кернообразующие резцы. В хвостовиках выполнены радиальные отверстия. Между стенкой паза и хвостовиком размещена упругая прокладка. На боковой поверхности корпуса выполнены резьбовые отверстия, которые совпадаю 1 с отверстиями хвостовиков. Резцы крепятся в рабочей головке резьбовыми элементами, которые размещены в отверстиях корпуса и хвостовиков. Резцы установлены поочередно на внутренней и наружной стороне торца рабочей головки и расположены по однотипным логарифмическим спиралям. Торцы скважино- и кернообразующих резцов в поперечном сечении рабочей головки расположены под углом Я друг к другу. 2 з, и, ф-л ы, 6 ил. ленными в пазах рабочей головки корпуса по винтовой линии,Недостатком известного устройства является низкая эффективность работы вследствие разрушения керна вставками из калибрующих керн элементов долота и самих вставок слагающими забой горными породами высокой прочности.Целью изобретения является повышение эффективности работы долота при одновременном повышении надежности крепления резцов.Поставленная цель достигается тем, что в колонковом долоте, содержащем корпус с промывочными каналами и рабочую головку с кернообразующими и скважинообразующими резцами, установленными в пазах рабочей головки корпуса по винтовой линии, резцы выполнены в виде дугообразных сек5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 торов с хвостовиками с радиальными отверстиями и алмазосодержащим слоем на рабочем торце, а пазы рабочей головки корпуса выполнены дугообразными соответственноо хвостовикам сектором, при этом на наружной боковой поверхности корпуса выполнены резьбовые отверстия, совпадающие с отверстиями хвостовиков, а между стенками паза и хвостовика размещены упругие прокладки, причем фиксация секторов в рабочей головке осуществляется резьбовым элементом, оазмещенным в резьбовых отверстиях корпуса и хвостовика; сектора установлены поочередно на наружной и внутренней сторонах торца рабочей головки и расположены по однотипным логарифмическим спиралям, направленным от оси долота в сторону вращения; алмазосодержащие торцы скважино- и кернообразующих секторов в поперечном сечении рабочей г ловки расположены под углом друг к другу, При этом повышается эффективность работы долота и путем рационального размещения на торце надежно закрепляются вставные резцы в рабочей головке. На фиг. 1 изображено предлагаемое колонковое долото, вид снизу; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - фрагмент долота с нанесением логарифмических спиралей, вид снизу; на фиг, 4 - вид по стрелке Б на фиг, 3; на фиг, 5 - вид по стрелке В на фиг. 3; на фиг. 6 - схема размещения резца в выемке,Колонковое долото содержит корпус 1 с рабочей головкой 2 и промывочными каналами 3 в ней, Торец рабочей головки 2 выполнен в сечении в виде равнобедренного треугольника вершиной вниз. Перпендикулярно граням торца в теле рабочей головки 2 выфрезерованы дугообразные выемки 4, размещенные вдоль кривых, так называемых, логарифмических спиралей, определяемых в полярных координатах зависимостью Р = Ро е начальная точка которых совмещена с осью рабочей головки 2 (фиг. 3) и направленных в сторону вращения долота при бурении. В выемках 4 размещены дугообразные вставные резцы 5 с алмазосодержащим слоем 6 и упругие прокладки 7, упирающиеся верхним торцом в дно выемки 4. В качестве вставных резцов можно использовать части алмазных коронок, распиленных вдоль образующих в районе промывочных каналов, Во вставных резцах 5, прокладках 7 и теле рабочей головки 2 просверлены отверстия, причем в теле головки 2 и прокладках 7 -резьбовые, посредством которых и винтов 8 резцы 5 закреплены в теле рабочей головки 2, Упругие прокладки могут быть, например, из пружинной стали дугообразными с радиусом дуги, меньшим или большим, чем радиус дуги вставного резца 5. Предпочтительно, чтобы наружные прокладки 7 имели меньший радиус, чем радиус наружной стенки резца 5, а внутренние - больший, чем радиус внутренней стенки резца 5, Торец рабочей головки 2 имеет в сечении вдоль образующей треугольную форму с вершиной, образующей кольцевую грань 9, делящую торец на кернообразующую 10 и скважинообразующую 11 части, Рабочие торцы резцов 5, выполненных в плане прямоугольными, располагаются параллельно соответствующим частям, вследствие чего скважино- и кернообразующие резцы 5 располагаются под углом друг к другу, соответствующим углу при вершине грани 9. При этом промывочные каналы 3 в основном выведены на скважинообразующую часть торца рабочей головки 2.Колонковое долото работает следующим образом.Перед бурением осматривают алмазо- содержащий слой 6 каждого вставного резца 5 и при необходимости заменяют изношенные резцы 5, вывинчивая винты 8, извлекая их и вставляя новые, и свинчивают долото с колонковым снарядом, При бурении резцы 5, расположенные по спиральным линиям, способствуют улучшению условий разрушения горных пород, а при проходке перемежающихся по твердости или трещиноватых пород под действием упругих прокладок могут совершать колебания вдоль оси винта 8 и в пределах упругости тела резцов 5 - вокруг нее. При этом предотвращаются сколы алмазосодержащего слоя 6, Выбуренный шлам заносится резцами 5, работающими как лопасти, в полость керноприемной трубы. Упругие прокладки 7, выполненные с резьбовыми отверстиями, предотвращают саморазвинчивание винтов 8 в процессе бурения, Буровой раствор поступает к забою через каналы 3 и в большинстве своем выходит в затрубное пространство между резцами 5, отсекаемый от керноприемной полости гранью 9, чем достигается снижение вредного влияния раствора на керн и повышается эффективность его воздействия на забой, благодаря чему улучшаются условия разрушения горных пород.После заполнения керноприемной трубы колонковый снаряд извлекают из скважины, Колонковое долото при этом осматривают, меняют изношенные резцы 5 и цикл бурения повторяют.Формула изобретения 1. Колонковое долото, содержащее корпус с промывочными каналами и рабочую головку с кернообразующими и скважинообразующими резцами, установленными в пазах рабочей головки корпуса по винтовой линии, отличающееся тем,что,сцелью повышения эффективности работы долота при одновременном повышении надежности крепления резцов, резцы выполнены в виде дугообразных секторов с хвостовиками с радиальными отверстиями и алмазосодержащим слоем на рабочем торца, а пазы рабочей головки корпуса выполнены дугообразными соответственно хвостовикам секторов, при этом на наружной боковой поверхности корпуса выполнены резьбовые отверстия, совпадающие с отверстиями хвостовиков, между стенками паза и хвостовика размещены упругие прокладки, причемфиксация секторов в рабочей головке осуществляется резьбовым элементом, разме 5 щенным в резьбовых отверстиях корпуса ихвосто вика.2. Долото по и. 1, о тл и ч а ю щ ее с ятем, что сектора установлены поочередно нанаружной и внутренней сторонах торца ра 10 бочей головки и расположены по однотипным логарифмическим спиралям,направленным от оси долота в сторону вращения,3. Долото по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е 15 с я тем, что алмазосодержащие торцыскважино- и кернообразующих секторов впоперечном сечении рабочей головки расположены под углом друг к другу.1765346 Щгг ель В,ЕшимовМ,Моргентал Техре ректор Н,Тупиц ода кова Подписноеретениям и открытиям при ГКНТ СССшская наб., 4/5 01 тельскии ат ственно 3361ИИПИ Тираж венного комитета 113035, Москва, Ж нт", г. Ужгород, ул.Га