ТРЕХШАРОШЕЧНОЕ ГИДРОМОНИТОРНОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к технике и технологии бурения нефтяных, газовых и других скважин и может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации буровых шарошечных долот.
Известно буровое шарошечное долото (см. Патент Р.Ф. №2029050, МПК 6 Е 21 В 10/18, опубл. в Б.И. №5, 95 г.), содержащее корпус, наклонные лапы с гидромониторными узлами и закрепленные на цапфах лап шарошки с зубьями. При этом каждая лапа на своей передней грани выполнена с вертикальным проемом, который заглублен в корпусе долота не менее чем до уровня радиуса упорного уступа. Спинка каждой лапы выполнена с лубрикаторной камерой, смещенной в сторону гидромониторного узла относительно продольной оси долота.
Его недостатком является то, что оно находит ограниченное применение из-за отсутствия в нем боковых удлиненных насадок, позволяющих не только очищать забой от выбуренной породы, но и способствовать разрушению черной породы в местах контакта калибрующих зубьев. Кроме того, в нем только частично решена задача предотвращения эффекта инжекции, поскольку исходящие из насадок струи вновь извлекаются в промывочную жидкость с выбуренной породой в область внедрения зубьев шарошек в породу, что не исключает перемалывание шлама.
Перечисленные недостатки аналога частично устранены в шарошечном долоте (см. А.С. №1714072, МПК 5 Е 21 В 10/18, опубл. в Б.И. №7, 92 г.), содержащем корпус, соединенные с ним лапы, установленные на них шарошки с породоразрушающими зубьями с боковыми удлиненными насадками.
Известное шарошечное гидромониторное долото по технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа.
Его недостатком является то, что в нем нет канала для выхода выбуренной породы с промывочной жидкостью в затрубное пространство, в результате из-за стесненных условий за счет эффекта инжекции от удлиненных насадок шлам сбивается на забой, то есть происходит возврат их снова к забою и повторное перемалывание выбуренной породы. Таким образом долотом совершается бесполезная работа. При этом предотвращение эффекта инжекции от боковых насадок не предусмотрено.
Задачей настоящего изобретения является устранение перечисленных недостатков.
Поставленная задача решается трехшарошечным гидромониторным долотом, содержащим корпус, соединенные с ним лапы, установленные на них шарошки с породоразрушающими зубьями, и с боковыми удлиненными насадками.
Новым является то, что вместо одной из удлиненных насадок между двумя лапами с углублением в корпус выполнен проем полуцилиндрической формы для обеспечения ускоренного выноса из под шарошек выбуренной породы, а для предотвращения повторного перемалывания выбуренной породы за счет уменьшения эффекта инжекции от боковых насадок в корпусе выполнено центральное отверстие, сообщающее трубное пространство с подшарошечным.
Представленные рисунки поясняют суть изобретения где на фиг.1 изображен общий вид заявляемого трехшарошечного гидромониторного долота, где видна одна из удлиненных насадок и выполненный проем между двумя лапами для ускорения выноса выбуренной породы из под шарошек.
На фиг.2 - вид снизу на фиг.1, где видно выполненное центральное отверстие, сообщающее трубное пространство с подшарошечным для предотвращения
повторного перемалывания выбуренной породы за счет уменьшения эффекта инжекции, а также схематически изображенные шарошки.
Шарошечное долото содержит корпус 1 (см. фиг.1), к которому жестко соединены лапы 2, 3 и 4, на цапфах которых установлены шарошки 5, 6 и 7 с породоразрушающими зубьями 8, две боковые удлиненные насадки, расположенные между двумя лапами. Вместо третьей удлиненной боковой насадки между двумя лапами с углублением в корпус выполнен проем 10 полуцилиндрической формы для обеспечения ускоренного выноса из под шарошек выбуренной породы в затрубное пространство. А для предотвращения повторного перемалывания выбуренной породы за счет уменьшения эффекта инжекции от боковых удлиненных насадок в корпусе выполнено центральное отверстие 11, сообщающее трубное пространство с подшарошечным.
Долото работает следующим образом.
В процессе бурения на долото передают осевую нагрузку и крутящий момент, под действием которых шарошки 5, 6 и 7 начинают вращаться и одновременно своими зубьями внедряясь в горную породу, производят работу по ее разрушению. При этом одновременно по трубному пространству закачивают промывочную жидкость для удаления из под шарошек выбуренной породы и выноса их по межтрубному пространству на поверхность, откуда ее направляют в накопительный земляной амбар (земляной амбар на фиг. не изображен). Часть промывочной жидкости по боковым удлиненным насадкам, попадая на линию калибровки ствола скважины, осуществляет гидродинамическое воздействие на горную породу. Происходит ее размыв, взрыхление и отрыв с поверхности забоя разрушенных частиц, облегчая тем самым работу по разрушению породы в этой части забоя периферийными зубьями шарошек с малыми энергозатратами.
Часть промывочной жидкости при этом по центральному отверстию 11 канала корпуса попадает на забой скважины, омывая шарошки и очищая забой от выбуренной породы, усиливает вынос их из забоя по проему 10, предотвращая повторное перемалывание выбуренной породы за счет уменьшения эффекта инжекции от боковых насадок. В результате существенно улучшаются показатели бурения (проходка, механическая скорость бурения), долговечность долота.
Предварительные промысловые испытания заявляемого долота на буровых предприятиях ОАО «Татнефть» показали положительные результаты.