МНОГОЯРУСНОЕ ДОЛОТО РЕЖУЩЕГО ТИПА

Изобретение относится к области бурения скважин долотами режущего типа и может найти применение в горнодобывающей и нефтегазовой отраслях при бурении скважин различного назначения. Многоярусное долото режущего типа предназначено для бурения скважин роторным способом с помощью забойных двигателей в породах выше средней крепости и крепких.
Известны режущие инструменты для бурения скважин (А.с. СССР №1460182, №1502797), у которых породоразрушающие вставки являются сменными.
Недостаток: при бурении абразивных пород VI-VIII категорий по буримости происходит преимущественный износ периферийных режущих элементов, из-за резкого возрастания пути, скорости резания и контактных температур.
Известно многоярусное долото режущего типа (патент РФ на изобретение №2310732), включающее корпус, состоящий из конусообразных ярусов, количеством не менее двух, выполненных в виде независимых тел вращения, расположенных соосно, причем режущие перья ярусов, имеют наклонные передние грани, оснащенные высокостойкими режущими элементами.
Недостаток: долото считается изношенным при потере диаметра на 4-5 мм, при этом максимальному износу подвергаются режущие элементы, наиболее удаленные от оси скважинообразующего яруса.
Задачей изобретения является повышение износостойкости, наработки и механической скорости бурения по породам выше средней крепости и крепким за счет того, что многоярусное долото режущего типа включает корпус, состоящий из конусообразных ярусов в виде лопастей, количеством не менее двух, выполненных в виде независимых тел вращения, расположенных соосно, а режущие перья ярусов в виде лопастей, имеют наклонные передние грани, оснащенные высокостойкими режущими элементами, причем режущие перья в виде лопастей верхнего яруса выполняются съемными и взаимозаменяемыми и закрепляются на ярусе винтами и калибрующей частью с высокостойкими режущими элементами при помощи резьбового соединения.
Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.
На фиг.1 показана компоновка многоярусного долота режущего типа с планетарным редуктором.
На фиг.2 представлен вид в плане верхнего яруса с установленными в гнезда сменными режущими лопастями.
На фиг.3 представлен вид спереди верхнего яруса без одной режущей лопасти, но с направляющими пазами, показанными в сечениях А-А и В-В.
На фиг.4 представлено сечение А-А.
На фиг.5 представлено сечение В-В.
На фиг.6 показана режущая лопасть в сборе, вид спереди.
На фиг.7 показана режущая лопасть, вид сбоку. На фиг.8 показана режущая лопасть, вид сверху. На фиг.9 представлена калибрующая часть в сборе, вид спереди. На фиг.10 представлена калибрующая часть долота в сборе, вид сверху.
1
2
Многоярусное долото режущего типа, на примере двухъярусного долота с попутным вращением ярусов, включает корпус 1, калибрующую часть 2 с режущими элементами 6, верхний ярус 3 со сменными режущими лопастями 5, оснащенными режущими элементами 6, нижний ярус 4 с режущими элементами 6. Нижний 4 и верхний 3 ярусы вращаются в одну сторону с угловыми скоростями ω и ω.
Сменные режущие лопасти 5 заходят в пазы, показанные сечениями А-А и В-В, и закрепляются на корпусе верхнего яруса 3 винтами 7.
Дополнительное крепление сменных режущих лопастей 5 от вертикального перемещения осуществляется калибрующей частью 2 долота при помощи резьбового соединения 11.
1
2
Вращение нижнего яруса 4 вправо с угловой скоростью ω осуществляется от забойного двигателя (не показан). Вращение верхнего яруса 3 с угловой скоростью ω осуществляется через планетарный редуктор 8, расположенный выше долота. Верхний ярус 3 закреплен на водиле 9 планетарного редуктора 8 и получает привод через саттелиты 10. Конструкция планетарного редуктора известна и не является предметом изобретения. При вращении и осевом перемещении долота режущие лопасти нижнего яруса 4 забуриваются в забой, и скважина, по мере продвижения долота, расширяется до диаметра верхнего яруса 3. Выравнивание стенок скважины осуществляется режущими элементами 6 калибрующей части 2 с резьбовым соединением 11.
Замена режущих лопастей 5, выполненных в виде клиньев, оснащенных режущими элементами 6, и закрепленных на корпусе верхнего яруса 3 посредством введения выступов в пазы и фиксации винтами 7, позволяет использовать долото многократно.
Увеличение износостойкости многоярусного долота режущего типа, его наработки и скорости бурения достигается за счет применения съемных режущих лопастей верхнего яруса, чем и достигается задача изобретения.