ГИДРОМОНИТОРНЫЙ НАСАДОК БУРОВОГО ДОЛОТА

Полезная модель относится к буровым шарошечным долотам с гидромониторными насадками, и может найти применение при проходке скважин различного назначения с целью интенсификации разрушения горной породы в призабойной зоне.
Известно большое количество шарошечных долот с гидромониторными насадками и их промывочными узлами (например, авторские свидетельства СССР №309111; 1048104; патенты РФ:№2085696; 2001230). Недостатком этих изобретений является конструктивная невозможность воздействия на разрушение крепких горных пород на забое.
Известна Буровая коронка по SU №454342, включающая рабочую часть и промывочное отверстие с насадком, с расположенной в нем клиновидной пластины. Недостатком является его невозможность эффективно снижать сопротивление механическому разрушению крепких горных пород на забое.
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы буровых долот.
Достигается это тем, что гидромониторный насадок бурового долота, содержащий переменного сечения цилиндрический корпус с центральным каналом и расположенной в насадке клиновидной пластиной, и для крепления насадка корпус снабжен наружной резьбой, а клиновидная пластина выполнена с заостренной формой ее торцов и расположена в центральном канале на центральной оси на расстоянии d до основания конической части канала.
Клиновидная форма торцов пластины с заостренными концами (согласно графическому изображению) обеспечивает технический результат, заключающийся в большем разгоне струи жидкости, вызывающие изменения давления в канале с большей частотой.
Пластина расположена на расстоянии от внутренней конической части канала на величину ее минимального диаметра с целью прохождения жидкости через пластину в момент ее максимальной скорости т.к. это влияет на частоту генерируемых колебаний, которая определяется из выражения, известного из теории гидродинамических преобразователей
u
ж
c
c
где ƒ - частота колебаний, Гц; ψ - универсальный коеэициент; V - скорость струи в зоне пластины, м/с; b - минимальный диаметр конической части, м; h - высота конической части, м.
Как видно из выражения (1), частота колебаний инструмента зависит от скорости движения промывочной жидкости исходя их этого самое эффективное место расположения пластины будет в точке, где скорость промывочной жидкости, и соответственно частота колебаний будет максимальной, это точка как известно из теории гидродинамики находится на расстоянии d равному минимального диаметру конической части.
Таким образом, происходит наложение на породоразрушающий инструмент акустических колебаний звукового и ультразвукового диапазона частот, что в свою очередь приводит к интенсификации разрушения горных пород в приповерхностном слое.
Сущность полезной модели поясняет чертеж, на котором в продольном разрезе изображен гидромониторный насадок бурового долота.
Предлагаемый гидромониторный насадок включает металлический корпус 1, с внутренней конической частью 2, и центральный канал 3, закрепленный в корпусе 4 шарошечного долота с помощью резьбового соединения 5. В центральном канале 3 закреплена пластина 6 с помощью элемента крепления 7. Промывочный канал долота 8.
Предлагаемый гидромониторный насадок работает следующим образом.
Очистной агент через промывочный канал долота 8 корпуса 4 долота поступает во внутреннюю часть гидромониторного насадка, который крепится к корпусу 4 долота с помощью резьбы 5, затем, проходя через внутреннюю коническую часть 2, поток промывочной жидкости разгоняется и попадает в центральный канал 3 корпуса 1 гидромониторного насадка. В центральном канале 6 струя жидкости попадает на пластину 6, которая закреплена в центральном канале с помощью элемента крепления 7. Струя жидкости, попадая на препятствие необтекаемой формы, срывается и образует вихри, следующие один за другим. В случае совпадения собственных частот струи и пластины в системе возникает резонанс и интенсивность генерируемой звуковой волны значительно увеличивается. В результате, вследствие снижения сопротивления горных пород разрушению механическая скорость проходки возрастает.
Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой достаточно простой по конструкции гидромониторный насадок, обеспечивающий в призабойной зоне скважины снижение сопротивления горных пород, что способствует повышению механической скорости проходки скважины.