Алмазное буровое долото

(51) 21 7/00 (2010.01) 21 10/46 (2010.01) 21 10/60 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ периодически возобновляемого ударноразряжающего режима движения промывочной жидкости, приложения энергии гидравлического удара непосредственно к рабочей матрице. В алмазном буровом долоте, содержащим корпус с осевой полостью снабженной дном и ниже внутренние продольные отверстия, прикрепленной к корпусу рабочую матрицу с торцевой и тыльной поверхностью, дно осевой полости корпуса выполнено в виде конусообразных вершин с ответными впадинами между ними, внутренние продольные отверстия проведены по телу корпуса раздельно чередующимися на впускные и выпускные, и гидравлически связанными в верхней части сквозными окнами расположенные на одном уровне ниже дна осевой полости, торцевая поверхность рабочей матрицы оснащена концентричными канавками с образованием кольцевых выступов, над последними тыльной поверхностью рабочей матрицы снизу перекрыты впускные отверстия, сообщающийся верхним концом посредством ответных впадин с осевой полостью, выпускные отверстия в нижнем окончании имеют выход в концентричные канавки,каждый из выпускных отверстий сквозными окнами гидравлически связан не менее чем с двумя выпускными отверстиями.(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Компания Жайлау(56) 1.981564 1 (Днепропетровский горный институт им. Армета), 18.12.1982 2.104301(Д.Д. Баркан и др.), 01.01.1953 3.1802066 А 1 (Центральный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт проходческих машин и комплексов для угольной, горной промышленности и подземного строительства и научно-производственное объединение ВНИИАЛМАЗ), 15.03.1993 4.3215215, 02.11.1965(57) Изобретение относится к буровой технике, а именно к алмазным породоразрушающим инструментам. Задача - создание алмазного бурового долота,позволяющего повысить эффективность использования энергии промывочной жидкости при бурении скважин. Технический результат - формирование в конструкции алмазного бурового долота 24035 Изобретение относится к буровой технике, а именно к алмазным породоразрушающим инструментам предназначенным для бурения скважин со сплошным забоем. Известно вибродолото, содержащее корпус с промывочными каналами и окнами,подпружиненные седла и клапан, а также рабочие органы, где пульсация жидкости и динамическая нагрузка на долото создается за счет вынужденных колебаний подпружиненных седла и клапана. Патент Российской Федерации 2256058 кл. Е 21 В 10/18, 2005. Недостатки известного вибродолото заключаются в сложности и ненадежности конструкции подпружиненных седла и клапана, а также при этом энергия промывочной жидкости затрачивается на сжатие пружин, динамическая нагрузка рассеивается по корпусу. Известно также алмазное буровое долото,содержащее корпус с осевой полостью снабженной дном, внутренние продольные отверстия и прикрепленной к корпусу рабочую матрицу с торцевой и тыльной поверхностью. Инструмент для бурения скважин. Недра, М.1981. Указанное буровое долото по конструктивному исполнению наиболее близок к предлагаемому изобретению, и может быть принят в качестве прототипа. Недостатком прототипа является то, что данная конструкция алмазного бурового долота не позволяет эффективно использовать энергию промывочной жидкости в процессе бурения скважин. Задача изобретения - создание алмазного бурового долота,позволяющего повысить эффективность использования энергии промывочной жидкости при бурении скважин. Технический результат - формирование в конструкции алмазного бурового долота периодически возобновляемого ударноразряжающего режима движения промывочной жидкости и приложения энергии гидравлического удара непосредственно к рабочей матрице. Это достигается тем, что в алмазном буровом долоте, содержащим корпус с осевой полостью снабженной дном и ниже внутренние продольные отверстия, прикрепленной к корпусу рабочую матрицу с торцевой и тыльной поверхностью,согласно изобретению, дно осевой полости корпуса выполнено в виде конусообразных вершин с ответными впадинами между ними, внутренние продольные отверстия проведены по телу корпуса раздельно чередующимися на впускные и выпускные, и гидравлически связанными в верхней части сквозными окнами расположенные на одном уровне ниже дна осевой полости, торцевая поверхность рабочей матрицы оснащена концентричными канавками с образованием кольцевых выступов, над последними тыльной поверхностью рабочей матрицы снизу перекрыты впускные отверстия, сообщающийся верхним концом посредством ответных впадин конусообразных вершин с осевой полостью, при 2 этом выпускные отверстия в нижнем окончании имеют выход в концентричные канавки, причем каждый из выпускных отверстий сквозными окнами гидравлически связан не менее чем с двумя впускными отверстиями. Отличительный признак изобретения выполнение дно осевой полости корпуса в виде конусообразных вершин с ответными впадинами между ними обеспечивает формирование и распределение потока промывочной жидкости по впускным отверстиям при меньших значениях потери давления и скорости движения,следовательно и энергии потока. Другими отличительными признаками изобретения в совокупности с уже указанным отличительным признаком в конструкции алмазного бурового долота создается периодически возобновляемый ударно-разряжающий режим движения промывочной жидкости и приложения энергии гидравлического удара непосредственно к рабочей матрице. При этом возникновение гидравлического удара в впускных отверстиях, и последующее разряжение в них с выбросом промывочной жидкости через сквозные окна в выпускные отверстия вызывают знакопеременный,циклический характер воздействия рабочей матрицы на забой скважины, что уменьшает энергоемкость процесса бурения. Кроме того, отличительным признаком каждый из выпускных отверстии сквозными окнами гидравлически связан не менее чем с двумя впускными отверстиями, обеспечивается слияние двух и более потоков в выпускном отверстии, где давление промывочной жидкости при выходе в концентричные канавки будет больше, чем при входе из сквозных окон, этим достигается прирост энергии. Помимо этого, указанные отличительные признаки изобретения позволяют вести бурения скважин алмазными буровыми долотами при меньших значениях осевой нагрузки и частоты вращения,чем существенно снижаются энергозатраты. Приведенные признаки изобретения имеют причинно-следственную связь,обеспечивают повышения эффективности использования энергии промывочной жидкости при бурении скважин,явным образом не вытекают из существующего уровня техники. На фиг. 1 изображен общий вид алмазного бурового долота, на фиг .2 разрез по А-А на фиг. 1. Алмазное буровое долото содержит корпус 1 с осевой полостью 2, снабженной дном выполненной в виде конусообразных вершин 3 с ответными впадинами между ними 4, по телу корпуса 1 проведены внутренние продольные отверстия раздельно чередующимися на впускные 5 и выпускные 6, гидравлически связанные в верхней части сквозными окнами 7 расположенные на одном уровне ниже дна осевой полости 2. К корпусу 1 прикреплена рабочая матрица 8 с торцевой 9 и тыльной поверхностью 10, торцевая поверхность 9 оснащена концентричными 24035 канавками 11 с образованием кольцевых выступов 12, над последними тыльной поверхностью 10 рабочей матрицы 8 снизу перекрыты впускные отверстия 5, сообщающийся верхним концом посредством ответных впадин 4 конусообразных вершин 3 с осевой полостью 2, при этом выпускные отверстия 6 в нижнем окончании имеют выход в концентричные канавки 11, причем каждый из выпускных отверстий 6 сквозными окнами 7 гидравлически связан не менее чем с двумя впускными отверстиями 5. Алмазное буровое долото работает следующим образом. Началом процесса бурения скважин на корпус 1 передается осевая нагрузка и вращение, а в осевую полость 2 подается промывочная жидкость. При этом на дне осевой полости 2 в ответных впадинах 4 между конусообразными вершинами 3 происходит формирование и распределение потока промывочной жидкости по впускным отверстиям 5,далее при достижении потоками промывочной жидкости тыльной поверхности 10, рабочей матрицы 8 происходит гидравлический удар,сопровождающийся ростом давления и энергии промывочной жидкости, направленно передаваемой через кольцевые выступы 12 на торцевые поверхности 9 рабочей матрицы 8 со сжимающим усилием. При достижении повышенного давления промывочной жидкости в впускных отверстиях 5 ниже уровня сквозных окон 7, промывочная жидкость через них выбрасывается в выпускные отверстия 6, где произойдет слияние двух и более потоков с увеличением давление по течению и выходом в концентричные канавки 11. При выбросе промывочной жидкости в впускных отверстиях 5 создается разряжение с уменьшением давления промывочной жидкости, воздействия рабочей матрицы 8 на забой (не показан) скважины приобретает знакопеременный,циклический характер, после чего потоки промывочной жидкости из кольцевой полости 2 вновь достигают тыльной поверхности 10, рабочей матрицы 8, вызывая гидравлический удар. Цикл повторяется. Проведенные эксперименты с опытными образцами алмазных буровых долот изготовленных согласно предлагаемому техническому решению показали эффективность их работы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Алмазное буровое долото, содержащий корпус с осевой полостью снабженной дном и ниже внутренние продольные отверстия, прикрепленной к корпусу рабочую матрицу с торцевой и тыльной поверхностью, отличающееся тем, что дно осевой полости корпуса выполнено в виде конусообразных вершин с ответными впадинами между ними,внутренние продольные отверстия проведены по телу корпуса раздельно чередующимися на впускные и выпускные, и гидравлически связаны в верхней части сквозными окнами расположенными на одном уровне ниже дна осевой полости, торцевая поверхность рабочей матрицы оснащена концентричными канавками с образованием кольцевых выступов, над последними тыльной поверхностью рабочей матрицы снизу перекрыты впускные отверстия, сообщающие верхним концом посредством ответных впадин конусообразных вершин с осевой полостью, при этом выпускные отверстия в нижнем окончании имеют выход в концентричные канавки. 2. Алмазное буровое долото, по п.1 отличающееся тем, что каждое из выпускных отверстий сквозными окнами гидравлически связано не менее чем с двумя впускными отверстиями.