Бурове тришарошкове долото

Бурове тришарошкове долото, що складається із встановлених на опорах шарошок, центральної циліндрично-конічної втулки з двома рівними за площами радіальними каналами, виконаними на її конусній частині під кутом 120° між собою і направленими в два міжшарошкові проміжки долота, бокової гідромоніторної насадки, встановленої в третьому міжшарошковому проміжку навпроти першої шарошки, яке відрізняється тим, що додатково включає дві бокові ежекційні насадки, а радіальні канали центральної втулки направлені в Винахід відноситься до нафтогазового машинобудування, а більш конкретно - до конструювання бурових тришарошкових доліт Відоме бурове шарошкове долото, що включає центральну промивну втулку із наскрізними продовгуватими радіальними щілиновидними прорізами і ежекційні насадки /А с СССР №1541370 кл Е21 В 10/18, опубл 7 02 90, Б И №5/ Недоліком даного долота при його роботі буде недостатнє омивання периферійної найбільш шламозавантаженої зони вибою, що призведе до нерівномірного і передчасного спрацювання зубців шарошок і заклинювання їх опор Відоме бурове тришарошкове долото, комбінована схема промивання якого складається з двох бокових гідромоніторних насадок, спрямованих вниз до вибою і такої ж третьої ежекційної насадки, направленої вверх від вибою та центральної промивальної втулки з конусом із радіальним каналом, зорієнтованим в міжшарошковий проміжок з ежекційною насадкою /Деклараційний патент України на винахід №32287 кл Е21 В 9/00, опубл 19 07 99, Бюл №4/ Недоліком даної схеми промивання долота міжшарошкові проміжки з боковими ежекційними насадками і виконані із розширенням від центру до периферії, причому сумарні площі вихідних перерізів центральної втулки і бокової гідромоніторної насадки, що спрямовані вниз до вибою, та сумарна площа бокових ежекційних насадок, що спрямовані протилежно вверх, зв'язані між собою співвідношенням +|= бгн ' Z F 6 e H =1,8-2, Де Хі^цв ' сумарна площа вихідних перерізів центральної втулки, м2, Рбгн - площа вихідного перерізу бокової гідромоніторної насадки, м , Хі^бен ' сумарна площа вихідних перерізів двох бокових ежекційних насадок, м 2 теж буде недостатня очисна дія на периферії вибою потоку рідини, що витікає із центральної промивальної втулки, та недостатня ежекційна дія однієї бокової гідромоніторної насадки Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, є бурове тришарошкове долото, система промивання якого складається із бокової гідромоніторної насадки і центральної циліндрично-конічної втулки з двома радіальними каналами, виконаними на її конусній частині /А с СССР №1465531 кл Е21 В 10/18, опубл 15 03 89, Б И №10/ Долото з даною гідравлічною схемою промивання хоча і забезпечить рівномірний розподіл поперечних потоків рідини в площині вибою, проте омивання його периферійної, найбільш шламозавантаженої зони буде недостатнім Це неодмінно призводить до неоднакових умов роботи периферійних ВІНЦІВ шарошок та їх передчасного спрацювання Наявність високого диференційного тиску на вибої свердловини, із-за відсутності ежекційних насадок в долоті негативно впливає на процес руйнування породи, винесення вибуреного шламу та протидію сальникоутворен 1 со Ю 53297 ню як на долоті, так і над ним В основу винаходу покладена задача створити таку гідравлічну схему промивання тришарошкового долота, при якій буде забезпечено зниження диференційного тиску на вибій, раціональну організацію поперечних і вертикальних потоків промивної рідини зі шламом, поліпшено очищення периферії вибою, що позитивно вплине на ріст техніко-економічних показників буріння та ресурс роботи долота Покладена задача вирішується таким чином, що у відомому буровому тришарошковому долоті, яке складається із встановлених на опорах шарошок, центральної циліндрично-конічної втулки з двома рівними за площами радіальними каналами, виконаними на и конусній частині під кутом 120° між собою, і направленими в два міжшарошкові проміжки долота, бокової гідромоніторної насадки, встановленої в третьому міжшарошковому проміжку навпроти першої шарошки, згідно з винаходом долото додатково включає дві бокові ежекційні насадки, а радіальні канали центральної втулки направлені в міжшарошкові проміжки із боковими ежекційними насадками і виконані із розширенням від центру до периферії, причому сумарні площі вихідних перерізів центральної втулки і бокової гідромоніторної насадки, що спрямовані вниз до вибою та сумарна площа двох бокових ежекційних насадок, що спрямовані протилежновверх, зв'язані між собою співвідношенням SFLIв + Foгн / SFoєн = 1 , 8 - 2 , де SF U B - сумарна площа вихідних перерізів центральної втулки, м2, Ёбгн - площа вихідного перерізу бокової гідромоніторної насадки, м2, SF6 є н - сумарна площа вихідних перерізів двох бокових ежекційних насадок, м2 Встановлення на периферії долота двох бокових ежекційних насадок дозволить знизити диференційний тиск на вибій свердловини Це, в свою чергу, поліпшить умови руйнування породи вибою, винесення вибуреного шламу та протидію утворенню сальників на долоті і над ним Зниження диференційного тиску також позитивно вплине на ріст механічної швидкості буріння і проходки на долото Виконання радіальних каналів центральної втулки із розширенням від центру до периферій дозволить забезпечити рівномірні струменеві потоки по всій довжині радіусів вибою без їх ослаблення на периферії за рахунок розсіювання гідравлічної енергії Довжина каналів вибрана такою, щоб виключити дію витікаючих з них струменів рідини на стінку свердловини На фіг 1 зображено загальний вигляд долота, а на фіг 2 - схему розміщення промивальних вузлів в долоті Бурове тришарошкове долото складається з корпуса 1 та встановлених на опорах 2 шарошок З Схема промивання долота включає центральну циліндрично-конічну втулку 4 з двома радіальними каналами 5, що виконані з розширенням від центру до периферії долота під кутом 120° між собою Крім цього, на периферії долота в міжшарошкових проміжках встановлені бокова гідромоніторна насадка 6, що спрямована вниз до вибою, і дві ежекційні насадки 7, направлені протилежно вверх в затрубний простір При цьому експериментально встановлено, що сумарні площі вихідних перерізів центральної втулки і бокової гідромоніторної насади, що спрямовані вниз до вибою, та сумарна площа двох бокових ежекційних насадок, що спрямовані протилежно вверх, зв'язані між собою співвідношенням £Fi4в + Foгн / SFoєн = 1 , 8 - 2 , де SF U B - сумарна площа вихідних перерізів центральної втулки, м2, F6I-H - площа вихідного перерізу бокової гідромоніторної насадки, м2, SF6 є н - сумарна площа вихідних перерізів двох бокових ежекційних насадок, м2 При проектуванні долота, виходячи із вищенаведеного співвідношення площ вихідних перерізів насадок, проектується його промивальна система Долото працює наступним чином Після його опускання на вибій свердловини по колоні бурильних труб подається промивна рідина На вибій свердловини рідина витікає через бокову гідромоніторну насадку 6 і радіальні канали 5 центральної втулки 4 Одночасно рідина, що витікає з двох бокових ежекційних насадок 7, частково знижує диференційний тиск на вибій, чим поліпшує процес буріння і винесення вибуреного шламу Потоки рідини, що спрямовані вниз, забезпечують рівномірну одночасну струменеву дію на всій площині вибою, а ежекційні потоки, що діють вверх, мінімізують час знаходження вибуреного шламу в області роботи долота та не дають йому налипнути на долото, утворивши сальник Така гідравлічна схема промивання долота дозволяє рівномірно розподілити привибійні потоки, знизити диференційний тиск на вибій, підвищити СТІЙКІСТЬ долота та техніко-економічні показники буріння Експериментально встановлені співвідношення площ вихідних перерізів промивальних вузлів справедливі для будь-якого типорозміру долота 53297 ФІГ. 1 Фіг. 2 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24