ГИБРИДНОЕ БУРОВОЕ ДОЛОТО

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.