Буровое долото

(я)5 Е 21 В 10/62 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологииглубокого разведочного бурения(73) Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологииглубокого разведочного бурения(56) Авторское свидетельство СССРМ 791890, кл. Е 21 В 10/02, 1977,Изобретение относится к горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту для бурения глубоких скважин,Известны буровые долота, содержащие корпус со вставными закрепляемыми с помощью штифтов сменными резцами, размещаемыми в сквозных отверстиях,Известно также буровое долото, содержащее корпус с центральным и боковыми промывочными каналами и рабочую головку с выпуклой поверхностью, характеризующейся определенной кривой, огибающей профиль, и резцами, установленными в пазах рабочей головки корпуса по винтовой линии.Недостатками известного устройства являются низкая технологичность изготовления и сложность конструкции, обусловленные необходимостью высверливания отверстий в пазах для размещения резцов,(54) БУРОВОЕ ДОЛОТО(57) Использование: бурение скважины на нефть и газ. Сущность изобретения: долото содержит корпус с рабочей головкой, центральным и боковыми промывочными каналами. В центральном канале размещена породоразрушающая втулка с продольным отверстием, Долото армировано сменными резцами дугообразной формы с алмазосодержащим слоем на рабочем торце и хвостовиками, зафиксированными винтами в пазах. При бурении сотбором керна втулка снимается. При бурении сплошным забоем втулка устанавливается. Сменные резцы по мере износа заменяются новыми, 7 ил,невозможностью оперативной замены изношенных резцов, невозможностью использования долота как для бурения сплошным забоем, так и для бурения кольцевым забоем с целью получения столбика керна.Целью изобретения является повышение технологичности изготовления и упро-щения конструкции, Это достигается благодаря надежному закреплению вставных резцов в торце долота, их рациональному размещению на поверхность торца и уменьшению количества дополнительных крепежных деталей.Предложенное устройство представляет собой универсальную легкотрансформирующую конструкцию для бурения скважин кольцевым и сплошным забоем.Поставленная цель достигается тем, что известное буровое долото, содержащее корпус с центральным и боковыми промывоч 1790659ными каналами и рабочую головку с выпуклой поверхностью, характеризующейся кривой, огибающей профиль, и резцами, установленными в пазах рабочей головки корпуса по винтовой линии, снабжено перекрывающей центральный канал породоразрушающей втулкой с продольным отверстием и вогнутой сферической поверхностью, кромки которой совмещены с кромками рабочей головки, а резцы выполнены в виде дугообразных секторов с хвостовиками и радиальными отверстиями в них и алмазосодержащим слоем на рабочем торце, размещенном параллельно поверхностям втулки и головки, причем пазы и отверстия выполнены общими для втулки и головки.Снабжение долота перекрывающей центральный канал породоразрушающей втулкой с продольным отверстием и вогнутой сферической поверхностью, кромки которой совмещены с кромками рабочей головки, позволяет создать долото с поверхностью, имеющей одинаковый износ в любой своей точке, надежно отцентрированное в скважине и при необходимости быстро трансформируемое в колонковое долото путем съема втулки.Выполнение резцов в виде дугообразных секторов с хвостовиками и радиальными отверстиями в них и алмазосодержащим слоем на рабочем торце, размещенном параллельно поверхностям втулки и головки, причем пазы и отверстия выполнены общими для втулки и головки, обеспечивает надежное соединение втулки с головкой без привлечения дополнительных крепежных деталей, что способствует упрощению конструкции, Таким образом, указанная совокупность признаков обеспечивает достижение поставленной цели,На фиг.1 изображено предлагаемое буровое долото, вид снизу; на фиг,2 - сечение А - А на фиг,1; на фиг.З - фрагмент вида снизу с нанесением логарифмических спиралей; на фиг.4 - вид Б на фиг.З; на фиг.5 - вид. В на фиг,1; на фиг,б - схема размещения в выемке; на фиг.7 - схема наклона резца в зависимости от опорной поверхности.Буровое долото содержит корпус 1 с рабочей головкой 2 с центральным каналом и боковыми промывочными каналами 3 в ней, Выпуклая поверхность торца рабочей головки имеет в сечении форму дуги, профиль которой характеризуется определенной кривой, например, вида у = х + а. Перпен 2дикулярно поверхность торца в рабочей головке 2 выфрезерованы дугообразные пазы 4, размещенные вдоль кривых, так называемых логарифмических спиралей, определя 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 емых в полярных координатах зависимостью Р = Рое", начальная точка которых совмещена с центральной осью долота, и направленных в сторону, противоположную вращению долота при бурении, В пазах 4 размещены дугообразные вставные резцы 5 в виде секторов с алмазосодержащим слоем 6 на рабочем торце и упругие прокладки 7, контактирующие с хвостовиками резцов 5 и стенками пазов 4, В качестве вставных резцов можно использовать дугообразные сектора алмазных коронок, распиленных вдоль образующих в районе промывочных каналов. В хвостовиках резцов 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 рабочей головке 2. В центральном канале корпуса 1 размещена породоразрушающая втулка 9 центральным 10 и боковыми промывочными отверстиями 11 в ней, Втулка 9 имеет вогнутую поверхность рабочего торца и удерживается от осевого перемещения в корпусе 1 торцом бурильных труб, с которыми свинчивается долото при спуске на забой. Во втулке 9 выполнены пазы 4, общие с рабочей головкой 2, и отверстия для винтов 8, соединяющих резцы 5 с втулкой 9 и головкой 2. Отверстие 10 выполнено асимметрично относительно центральной оси долота, а резцы 5 во втулке 9 располагаются на тех же логарифмических кривых, что и на головке 2. Соединительные винты 8 и хвостовики резцов 5, размещенные в пазах 4 втулки 9 и головки 2, удерживают втулку 9 от проворачивания вокруг оси относительно корпуса 1 и головки 2, Участки резцов 5 с алмазосодержащим слоем размещены параллельно поверхностям втулки 9 и головки 2. Для этого пазы 4 наклоняют; если резцы 5 расположены на вогнутой поверхности втулки 9, так, чтобы хвостовик был повернут в сторону вогнутой поверхности сектора, а если резцы 5 расположены на выпуклой поверхности головки 2, так, чтобы хвостовик был повернут в сторону выпуклой поверхности сектора (фиг,7), Упругие прокладки могут быть изготовлены, например, из пружинной стали с радиусом дуги большим или меньшим, чем радиуС дуги сектора вставного резца,Буровое 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 буровым снарядом, При бурении резцы 5, расположенные по спиральным ли1790659 ниям, способствуют улучшению условий разрушения горных пород, наиболее эффективно воздействуют на забой и формируют его сферическую поверхность. При этом резцы 5 испытывают только тангенциальные нагрузки, что обеспечивает их длительную стойкость, и кроме того, резцы 5 работают как лопасти, выносящие шлам изпод торца долота. При проходке перемежающихся по твердости или трещиноватых горных пород резцы 5 могут совершать колебания вдоль оси винта 8 и в пределах упругости хвостовиков - вокруг нее, При этом предотвращаются сколы алмазосодержащего слоя 6, Хвостовики резцов 5, располагаемые в пазах 4, выполненных во втулке 9 и головке 2, обеспечивают надежное соединение втулки 9 с корпусом 1 долота. Этому же способствуют и винты 8, соединяющие по три резца 5 с телом втулки формула изобретенияБуровое долото, содержащее корпус с центральным и боковыми промывочными каналами и рабочую головку с выпуклой поверхностью, характеризующейся кривой, огибающей профиль, и резцами, установленными в пазах рабочей головки корпуса повинтовойлинии,отл и чаю щееся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления и упрощения конструкции, оно снабжено перекрывающей централь 9 и головки 2, Упругие прокладки 7, выполненные с резьбовыми отверстиями, предотвращают саморазвинчивание винтов 8 в процессе бурения. Буровой раствор посту пает к забою через отверстия 10 и 11 иканалы 3 и обеспечивает совместно с резцами 5 вынос шлама из-под торца долота, охлаждение резцов 5 и снижение прочности пород, слагающих забой, При необхо димости бурения скважины кольцевымзабоем, например, с целью отбора керна, втулку 9 извлекают из корпуса 1, предварительно отвинтив винты 8 и вынув резцы 5 из совместных с втулкой пазов 4 в голо вке 2. Полученное таким образом колонковое долото свинчивают с колонковым снарядом.После извлечения снаряда из скважины, осмотра и замены резцов 5 цикл бурения 20 повторяют. ный канал породоразрушающей втулкой с 25 продольным отверстием и вогнутой сферической поверхностью, кромки которой совмещены с кромками рабочей головки, а резцы выполнены в виде дугообразных секторов с хвостовиками и радиальными 30 отверстиями в них и алмазосодержащим слоем на рабочем торце, размещенном параллельно поверхностям втулки и головки, причем пазы и отверстия выполнены общимидля втулки и головки.35. Обручар аказ 369 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1