СИСТЕМА, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО РЕАЛИЗАЦИИ ПАССИВНОЙ И АКТИВНОЙ ФУНКЦИИ ВОСХОДЯЩЕГО БУРЕНИЯ НА ШАРОШЕЧНЫХ КОНИЧЕСКИХ БУРОВЫХ ДОЛОТАХ

1. Система для нисходящего и восходящего бурения с буровым долотом, включающая
корпус с осью, хвостовик, определяющий ближний конец, по меньшей мере, одну лапу с конической шарошкой, расположенной напротив хвостовика, определяя удаленный конец, заплечик между хвостовиком и лапой, наружную поверхность (НП) головки, определяющую наружный диаметр бурового долота относительно оси, верхние переходные поверхности, расположенные между НП головки и заплечиком, переходные кромки, образуемые между НП головки и верхними переходными поверхностями, крышки компенсаторов, расположенные в пределах, по меньшей мере, некоторых из верхних переходных поверхностей, переходные поверхности передних кромок, расположенные по одну сторону соответствующих элементов НП головки и верхних переходных поверхностей, и переходные поверхности задних кромок, расположенные напротив переходных поверхностей передних кромок по другую сторону вышеупомянутых соответствующих элементов НП головки и верхних переходных поверхностей,
режим нисходящего бурения, при котором участки корпуса долота с удаленного конца от переходных кромок определяются как активные для резания горной породы в ходе бурения сверху вниз,
режим восходящего бурения, при котором участки корпуса долота с ближнего конца к переходным кромкам, находящиеся радиально внутри НП головки, определяются как пассивные в ходе бурения сверху вниз, но являются активными в ходе подбуривания при подъеме или обратной проработки, и
упрочняющий материал, расположенный на пассивных участках корпуса долота для резания горной породы и обеспечения защиты от износа корпуса долота в ходе подбуривания при подъеме или обратной проработки.
2. Система по п.1, в которой упрочняющий материал расположен на верхних переходных поверхностях.
3. Система по п.2, в которой упрочняющий материал простирается диагонально через верхние переходные поверхности.
4. Система по п.2, в которой упрочняющий материал покрывает значительную часть всех верхних переходных поверхностей.
5. Система по п.1, в которой упрочняющий материал имеет большую толщину рядом с крышками компенсаторов и меньшую толщину вдали от крышек компенсаторов.
6. Система по п.1, в которой упрочняющий материал расположен на крышках компенсаторов.
7. Система по п.6, в которой крышки компенсаторов расположены в отверстиях, вырезанных в верхних переходных поверхностях, а упрочняющий материал выступает из крышек компенсаторов за верхние переходные поверхности.
8. Система по п.1, в которой упрочняющий материал разделен на множество частей, занимающих разное положение, и имеет в этих положениях разную толщину.
9. Система по п.1, в которой упрочняющий материал простирается от переходных кромок до заплечика.
10. Система по п.1, в которой упрочняющий материал выступает из границ раздела между верхними переходными поверхностями и соответствующими элементами переходных поверхностей передних кромок, а также из границ раздела между верхними переходными поверхностями и соответствующими элементами переходных поверхностей задних кромок.
11. Система по п.1, в которой упрочняющий материал простирается в смежной зоне от верхних переходных поверхностей до соответствующих элементов переходных поверхностей передних кромок.
12. Система по п.11, в которой упрочняющий материал сконфигурирован с образованием зуба, диагональная часть упрочняющего материала простирается через верхние переходные поверхности и переходные поверхности передних кромок, а боковая часть упрочняющего материала выступает под прямым углом из диагональной части в направлении заплечика на верхних переходных поверхностях.
13. Система по п.1, в которой упрочняющий материал простирается радиально от заплечика через верхние переходные поверхности до границы раздела с переходными поверхностями передних кромок.
14. Система по п.1, в которой упрочняющий материал покрывает значительную часть общей длины переходных кромок.
15. Система по п.1, в которой упрочняющий материал имеет толщину около 0,25 дюйма или более.
16. Система по п.1, в которой упрочняющий материал включает сварные и биметаллические элементы.
17. Система по п.1, в которой из пассивных участков корпуса долота удален материал с образованием полостей, которые заполнены упрочняющим материалом и включают дополнительный упрочняющий материал, выступающий из полостей над первоначальной поверхностью корпуса долота.
18. Шарошечное коническое буровое долото, включающее
корпус с геометрической осью, хвостовик, определяющий ближний конец, лапы с коническими шарошками, расположенные напротив хвостовика, определяя удаленный конец, заплечик между хвостовиком и лапой, наружную поверхность (НП) головки, определяющую наружный диаметр бурового долота относительно оси, верхние переходные поверхности, расположенные между НП головки и заплечиком, переходные кромки, образуемые между НП головки и верхними переходными поверхностями, крышки компенсаторов, расположенные в пределах, по меньшей мере, некоторых из верхних переходных поверхностей, переходные поверхности передних кромок, расположенные по одну сторону соответствующих элементов НП головки и верхних переходных поверхностей, и переходные поверхности задних кромок, расположенные напротив переходных поверхностей передних кромок по другую сторону вышеупомянутых соответствующих элементов НП головки и верхних переходных поверхностей,
активные участки корпуса долота с удаленного конца от переходных кромок, которые определяются как активные для резания горной породы в ходе бурения сверху вниз,
пассивные участки корпуса долота с ближнего конца к переходным кромкам, находящиеся радиально внутри НП головки, которые определяются как пассивные в ходе бурения сверху вниз, но являются активными в ходе подбуривания при подъеме или обратной проработки, и
упрочняющий материал, расположенный на верхних переходных поверхностях пассивных участков для резания горной породы и обеспечения защиты от износа корпуса долота в ходе подбуривания при подъеме или обратной проработки.
19. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал простирается диагонально через верхние переходные поверхности.
20. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал покрывает значительную часть всех верхних переходных поверхностей.
21. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал имеет большую толщину рядом с крышками компенсаторов и меньшую толщину вдали от крышек компенсаторов.
22. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал расположен на крышках компенсаторов, а крышки компенсаторов расположены в отверстиях, вырезанных в верхних переходных поверхностях, и упрочняющий материал выступает из крышек компенсаторов за верхние переходные поверхности.
23. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал разделен на множество частей, занимающих разное положение, и имеет в этих положениях разную толщину.
24. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал простирается от переходных кромок до заплечика и имеет толщину около 0,25 дюйма или более.
25. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал выступает из границ раздела между верхними переходными поверхностями и соответствующими элементами переходных поверхностей передних кромок, а также из границ раздела между верхними переходными поверхностями и соответствующими элементами переходных поверхностей задних кромок.
26. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал простирается в смежной зоне от верхних переходных поверхностей до соответствующих элементов переходных поверхностей передних кромок, упрочняющий материал сконфигурирован с образованием зуба, диагональная часть упрочняющего материала простирается через верхние переходные поверхности и переходные поверхности передних кромок, а боковая часть упрочняющего материала выступает под прямым углом из диагональной части в направлении заплечика на верхних переходных поверхностях.
27. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал простирается радиально от заплечика через верхние переходные поверхности до границы раздела с переходными поверхностями передних кромок.
28. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал покрывает значительную часть общей длины переходных кромок.
29. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором упрочняющий материал включает сварные и биметаллические элементы.
30. Шарошечное коническое буровое долото по п.18, в котором из пассивных участков корпуса долота удален материал с образованием полостей, которые заполнены упрочняющим материалом и включают дополнительный упрочняющий материал, выступающий из полостей над первоначальной поверхностью корпуса долота.
31. Способ формирования бурового долота, включающий:
обеспечение бурового долота, имеющего геометрическую ось, заплечик, наружную поверхность (НП) головки, определяющую наружный диаметр бурового долота относительно оси, верхние переходные поверхности, расположенные между НП головки и заплечиком, переходные кромки, образуемые между НП головки и верхними переходными поверхностями, переходные поверхности передних кромок, прилегающие к НП головки и верхним переходным поверхностям, и переходные поверхности задних кромок, расположенные напротив переходных поверхностей передних кромок,
обеспечение режима нисходящего бурения, при котором участки корпуса долота с удаленного конца от переходных кромок, определяются как активные для резания горной породы в ходе бурения сверху вниз,
обеспечение режима восходящего бурения, при котором участки корпуса долота, с ближнего конца к переходным кромкам, находящиеся радиально внутри НП головки, определяются как пассивные в ходе бурения сверху вниз, и
обеспечение резания горной породы и защиты от износа в ходе восходящего бурения посредством упрочняющих элементов, расположенных на пассивных участках.
32. Способ по п.31, в котором обеспечивают упрочняющий материал, расположенный на верхних переходных поверхностях.
33. Способ по п.32, в котором располагают упрочняющий материал по диагонали через верхние переходные поверхности.
34. Способ по п.32, в котором обеспечивают покрытие упрочняющим материалом значительной части всех верхних переходных поверхностей.
35. Способ по п.31, в котором
обеспечивают крышки компенсаторов на верхних переходных поверхностях и большую толщину упрочняющего материала рядом с крышками компенсаторов и меньшую толщину упрочняющего материала вдали от крышек компенсаторов, и
располагают упрочняющий материал на крышках компенсаторов.
36. Способ по п.35, в котором располагают крышки компенсаторов в отверстиях, вырезанных в верхних переходных поверхностях, и обеспечивают выступание упрочняющего материала из крышек компенсаторов за верхние переходные поверхности.
37. Способ по п.31, в котором разделяют упрочняющий материал на множество частей, занимающих разное положение и имеющих в этих положениях разную толщину.
38. Способ по п.31, в котором располагают упрочняющий материал от переходных кромок до заплечика и придают упрочняющему материалу толщину около 0,25 дюйма или более.
39. Способ по п.31, в котором обеспечивают выступание упрочняющего материала из границ раздела между верхними переходными поверхностями и соответствующими элементами переходных поверхностей передних кромок, а также из границ раздела между верхними переходными поверхностями и соответствующими элементами переходных поверхностей задних кромок.
40. Способ по п.31, в котором располагают упрочняющий материал в смежной зоне от верхних переходных поверхностей до соответствующих элементов переходных поверхностей передних кромок, придают упрочняющему материалу конфигурации с зубом с прохождением диагональной части упрочняющего материала через верхние переходные поверхности и переходные поверхности передних кромок и выступанием боковой части упрочняющего материала под прямым углом из диагональной части в направлении заплечика на верхних переходных поверхностях.
41. Способ по п.31, в котором обеспечивают прохождение упрочняющего материала радиально от заплечика через верхние переходные поверхности до границы раздела с переходными поверхностями передних кромок.
42. Способ по п.31, в котором обеспечивают покрытие упрочняющим материалом значительной части общей длины переходных кромок.
43. Способ по п.31, в котором удаляют материал из пассивных участков корпуса долота с образованием полостей, заполняют полости упрочняющим материалом и обеспечивают дополнительный упрочняющий материал в виде выступа из полостей над первоначальной поверхностью корпуса долота.