БУРОВОЕ РЕЖУЩЕЕ ДОЛОТО
DRILLING CUTTING BIT

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к конструкциям буровых режущих долот, применяемых в сейсморазведке при бурении взрывных скважин в неустойчивых грунтах и обводненных породах I-IV категории по буримости.
Из уровня техники известно буровое режущее открывающееся долото (Е.И. Танов с соавт. Шнековый буровой инструмент. М.: Недра, 1985, с. 30-31), содержащее корпус со сквозным осевым отверстием, периферийные резцы-расширители, размещенные на корпусе, крышку в виде плоского диска, сопряженную в закрытом положении с выточкой в осевом отверстии корпуса. На наружной стороне крышки неподвижно размещена жестко связанная с ней лопасть с режущими элементами. Корпуса периферийных резцов-расширителей выполнены в виде проушин, в которых размещены концы лопасти, при этом один из них соединен со своей проушиной шарнирно с помощью пропущенной насквозь оси, а второй - с помощью легко срезаемого шплинта - фиксатора закрытого положения крышки. В качестве шплинта обычно используют алюминиевую проволоку или спичку.
Недостатками известного технического решения являются сложная конструкция долота; в процессе бурения нельзя приподнимать долото над забоем скважины из-за вероятности открытия крышки клапана; невозможность погружения заряда взрывчатых материалов (далее ВМ) в геологических разрезах, осложненных наличием валунно-галечных отложений; зажатие участковых проводов (шестов или насадки) в корпусе долота крышкой при погружении заряда ВМ в плывун; повреждение участковых проводов из-за наматывания их на крышку долота при подъеме и разборе шнековой колонны.
Известно буровое режущее долото (патент РФ №75403 U1, МПК E02D 7/22, 2006 г.), содержащее корпус со сквозным осевым отверстием, лопасти с периферийными резцами и крышку, размещенную в отверстии, с выполненной на ее наружном торце двухперой режущей частью. Элемент, связывающий крышку долота с корпусом, выполнен в виде троса и размещен внутри долота, а крышка выполнена в виде хвостовика с проушиной на верхнем торце для соединения с тросом и имеет кольцевую канавку для шарикового фиксатора крышки и канавку с эластичным уплотнением. На крышке образованы две боковые параллельные грани, сопряженные с конгруэнтным им пазом в корпусе долота для передачи крутящего момента на режущую часть.
Область использования такого долота ограничивается бурением скважин для буронабивных свай. Применению его для бурения взрывных скважин препятствует крышка долота, в открытом положении наполовину перекрывающая сечение отверстия и являющаяся помехой для погружения заряда.
В качестве прототипа заявленного технического решения выбрана конструкция бурового открывающегося долота (патент РФ №2481458 С2, МПК Е21В 10/42, 2006 г.), содержащего корпус со сквозным осевым отверстием, крышку, сопряженную в закрытом положении с выточкой в нижней части отверстия и шарнирно связанную с корпусом в плоскости оси отверстия, а также резцы, расположенные на наружной стороне крышки, при этом на торцевой поверхности корпуса выполнен диаметрально расположенный паз, а на крышке - радиальные выступы, сопряженные с упомянутым пазом, при этом шарнирное соединение крышки с корпусом образовано круглыми гнездами, соосными друг другу и размещенными на противоположных боковых сторонах одного из радиальных выступов крышки, а также сопряженными с этими гнездами конгруэнтными им шипами, образованными на концах конструктивных элементов, неподвижно соединенных с корпусом долота.
Недостатком прототипа является то, что в процессе бурения нельзя приподнимать долото над забоем скважины из-за вероятности открытия крышки клапана; невозможность погружения заряда ВМ в геологических разрезах, осложненных наличием валунно-галечных отложений; зажатие участковых проводов (шестов или насадки) в корпусе долота крышкой при погружении заряда ВМ в плывун; повреждение участковых проводов из-за наматывания их на крышку долота при подъеме и разборе шнековой колонны.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а также создание бурового режущего долота простой конструкции, герметичного при бурении в плывунах, с возможностью в процессе бурения отрывать долото от забоя для проработки скважины, а также гарантированное погружение заряда ВМ в геологических разрезах, осложненных наличием плывунов или валунно-галечных отложений.
Поставленная задача решается тем, что буровое режущее долото, содержит корпус со сквозным осевым отверстием, боковые резцы, армированные твердым сплавом и размещенные на корпусе долота, при этом буровое режущее долото содержит одноразовую заглушку, верхняя часть которой выполнена с уплотнительными буртиками, корпус одноразовой заглушки выполнен пустотелым, а в торце корпуса долота выполнена проточка.
Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - долото, вид сбоку, с местным разрезом; фиг. 2 - долото, вид сбоку, пунктиром показан другой угол расположения резцов; фиг. 3 - долото, вид снизу (без заглушки); фиг. 4 - заглушка долота, вид сбоку; фиг. 5 - заглушка долота, вид сбоку (в разрезе).
Буровое режущее долото содержит корпус 1, имеющий сквозное осевое отверстие 2. Верхняя часть долота выполнена в виде резьбового хвостовика 3 для соединения со шнеком (на чертежах не показан). На корпусе 1 долота диаметрально расположены резцы 4, армированные твердым сплавом 5, при этом резцы 4 не имеют проушин. В зависимости от условий бурения резцы 4 могут располагаться на корпусе 1 под разными углами и иметь различную форму (фиг. 3). Нижняя часть корпуса 1 перекрыта одноразовой заглушкой 6, которая удерживается в корпусе 1 при помощи буртиков 7 на верхней части заглушки 6.
Для обеспечения дополнительной герметичности долота при бурении в напорных плывунах в торце корпуса 1 сделана проточка 8, в соответствии с которой исполнена конфигурация заглушки 6. Заглушка 6 (фиг. 4, 5) имеет пустотелый корпус. Нижняя часть корпуса выполнена в форме конуса 9, на верхней части выполнены уплотнительные буртики 7. При такой конструкции долота разрушение породы на забое скважины происходит по кольцу, а кернообразующий материал раздавливается конусной частью заглушки 6.
Отверстие в торцовой части корпуса 1 долота герметично закрывается одноразовой заглушкой 6, которая надежно удерживается в корпусе 1 долота при помощи уплотнительных буртиков 7, что позволяет прорабатывать скважину, отрывая долото от забоя. Заглушка 6 может быть выполнена способом отливки из износостойкого материала с высокой температурой деформации.
Используют долото следующим образом. Перед бурением нижнюю часть корпуса 1 долота перекрывают заглушкой 6, опускают буровой снаряд на грунт и производят бурение до необходимой глубины. Затем приподнимают шнековую колонну над забоем на величину, достаточную для погружения заряда ВМ, выбивают заглушку 6 из долота ударом насадки на шестах и опускают заряд на забой скважины. После этого колонну поднимают, последовательно демонтируя шнеки.
Заявленное долото имеет простую конструкцию, легко изготавливается и может успешно применяться при бурении как в однородных геологических разрезах, так и осложненных наличием плывунов, камней или галечника, обеспечивая гарантированное погружение заряда ВМ в скважину. В случае износа или деформации резцов долота они заменяются на новые. Исключается повреждение участковых проводов при погружении заряда в скважину, а также при подъеме и разборе шнековой колонны.