Шарошечне долото

Шарошечне долото, з вставленим в порожнину ніпеля зворотним клапаном, який включає порожній корпус з упускними вікнами, виконаними у вигляді ступінчатого циліндра, пустотілий поршень 36580 забою шпари і затрубного простору, затруднює осьові переміщення поршня в процесі роботи. Ще одним недоліком цього шарошечного долота є те, що найбільш відповідальна деталь клапану, від якої залежить надійність і ефективність роботи всього пристрою, - пружина, може бути заблокована шламом при спуску долота у шпару і у випадку тривалого знаходження долота в забою без продувки шпари і розгерметизації внутрішньої порожнини бурового ставу, наприклад, при роз’єднанні бурових тр уб, відгвинчуванні шпинделя обертателя від ставу труб, тому як порожнина для розміщення пружини безпосередньо сполучається з порожниною продувної насадки і затрубним простором шпари. Винахід направлений на спрощення конструкції долота з вставленим клапаном і зменшеним його аеродинамічним опором. Це досягається тим, що в шарошечному долоті для буріння шпар з продувкою забою повітрям або повітряно-водяною сумішшю з вставленим в порожнину ніпеля зворотним клапаном, який включає порожній корпус, виконаний у вигляді ступінчатого циліндра, пустотілий поршень і пружину, які розміщені в більшому ступені, і кришку, яка закриває корпус зверху, причому менший ступінь корпусу знизу за допомогою перехідника з’єднаний з продувною насадкою долота, так що більший ступінь знаходиться вище верхнього торця ніпеля, уп ускні вікна виконані у корпусі в зоні сполучення ступенів, а з внутрішнього боку в порожнині більшого ступеню вище основи упускних вікон утворений кільцевий буртик, до якого пружиною притиснутий поршень закритим торцем, у центрі якого зроблений наскрізний отвір з різьбою, а в нього вкручена дистанційна трубка, яка сполучає порожнину більшого ступеня клапана з порожниною перехідника. Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому показаний вертикальний розріз шарошечного долота з вставленим зворотним клапаном. Позиції на фігурі позначені: порожнина ніпеля шарошечного долота - 1; корпус зворотного клапана - 2, поршень - 3; пружина - 4; порожнина більшого ступеня - 5; кришка - 6; менший ступінь - 7; перехідник - 8; продувна насадка - 9; верхній торець ніпеля - 10; упускні вікна - 11; кільцевий буртик - 12; отвір в торці поршня - 13; дистанційна трубка - 14. Шарошечне долото для буріння свердловин з продувкою забою стисненим повітрям або повітряно-водяною сумішшю з вставленим в порожнину 1 ніпеля зворотним клапаном містить порожній корпус 2 зворотного клапана, виконаного у вигляді ступінчатого циліндра, пустотілий поршень 3 і пружину 4, які розміщені в порожнині 5 більшого ступеня, кришку 6, що закриває корпус 2 зверху, при цьому менший ступінь 7 корпуса знизу за допомогою перехідника 8 з’єднується з продувною насадкою 9 долота так, що більший ступінь знаходиться вище верхнього торця 10 ніпеля долота. Упускні вікна 11 в корпусі зворотного клапана виконані в зоні сполучення ступенів, а з внутрішнього боку в порожнині 5 більшого ступеня вище основи упускних вікон 11 утворюється кільцевий буртик 12, до якого пружиною 4 притиснутий поршень 3 закритим торцем, у центрі якого викона ний наскрізний отвір 13 з різьбою, а в нього вкручена дистанційна трубка 14, яка з’єднує порожнину 5 більшого ступеня з порожниною перехідника 8. В неробочому (початковому) стані, як видно з креслення, упускні вікна 11 перекриті зовнішньою поверхністю поршня 3, а порожнина меншого ступеня 7 перекрита торцем поршня 3. Шарошечне долото працює таким чином. Перед початком буріння у вн утрішню порож нину бурови х тр уб нагнітають промивно-продувний агент, який, попадаючи у вікна 11, впливає на периферійну торцеву частину поршня 3, яка не перекривається кільцевим буртиком 12, і, тому як тиск продувного агента в порожнині бурових труб більший, ніж в забої шпари, яка буриться і в порожнині 5, неврівноважена аеростатична сила піднімає поршень 3 уверх, стискаючи пружину 4. Відразу відкривається увесь поперечний переріз порожнини 7 меншого ступеня, і продувний агент спрямований в порожнину перехідника 8 продувної насадки 9 і далі в забій шпари на винос свердлової дріб¢язки. В зоні розташування дистанційної трубки 14, внаслідок прискорення потоку, статистичний тиск його зменшується, виникає підсос, що сприяє зменшенню аеродинамічного опору при попаданні потоку в забій шпари. При повному відкритті вікон 11 поршень 3 упирається в кришку 6, і процес продувки шпари здійснюється в стаціонарному робочому режимі. Після буріння шпари або в разі припинення подачі промивного агента з інших причин, пружина 4 повертає поршень 3 в початковий стан, притискає його торець до кільцевого буртика 12. Внаслідок цього порожнина 1 ніпеля долота і внутрішня порожнина бурового ставу будуть надійно ізольовані від проникнення шламу із забою шпари і затрубного простору. При подачі промивно-продувного агента в буровий став робота долота з клапаном поновлюється. Із опису і креслення виходить, що шарошечне долото з вставленим клапаном, порівнюючи з аналогами, має найпростішу конструкцію клапана, складеного із технологічних і легко виготовлених деталей, при роботі зворотний клапан володіє мінімально можливими аеродинамічними опорами, тому як потік промивно-продувного агента із бурового ставу надходить в підклапанну порожнину, переріз якої практично однаковий з перерізом перехідника і продувної насадки долота. На шляху руху потоку із порожнини бурового ставу в продувну насадку виникають тільки місцеві опори при проходженні потоку через упускні вікна 11, виконані в тонкій стіні корпуса 2. В робочому стані переріз вікон 11 не затінений ніякими перешкодами і може прийняти в 1.5-1.7 разів більше перерізу продувної насадки 9. Безсумнівною перевагою долота з клапаном є те, що особливо відповідальна деталь - пружина 4 - розміщена в ізольованій порожнині 5, яка має найбільше віддалення від забою шпари. Крім того, ця порожнина частково заповнюється консистентним мастилом і тоді пружина 4 буде робити в ідеальних умовах, що забезпечить безвідмовну і довговічну роботу всього замикаючого вузла, який включає пару тертя "циліндр-поршень". 2 36580 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3