Буровое долото типа пикобур

(51) 21 10/12 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ суживающихся по ширине к низу плоских лопастей,армированных резцами. Нижний конец пикобура образует врубовую скважину, тогда как остальные ступени ее расширяют. Недостатком такой конструкции является затрудненность процесса разрушения забоя в его центральной точке, где скорость вращения пикобура равна нулю. Технический результат состоит в том, что разрушение породы предлагаемым пикобуром происходит более интенсивно. Это достигается тем,что между лопастями пикобура вдоль оси его вращения оставляется суживающийся к верху зазор,причем со стороны этого зазора лопасти образуют снабженные резцами ступени, резцы верхней ступени установлены асимметрично по отношению к оси вращения, а центрально расположенный промывочный канал пикобура оборудован соплом.(72) Билецкий Мариан Теодорович Касенов Алмабек Касенович Аубакиров Марат Тлеубаевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) БУРОВОЕ ДОЛОТО ТИПА ПИКОБУР(57) Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к буровым породоразрушающим инструментам для бескернового бурения и, в частности, к долотам типа пикобур, состоящих из присоединительной резьбы, корпуса и ступенями Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к буровым породоразрушающим инструментам для бескернового бурения и, в частности, к долотам типа пикобур. Известен И.К. Маслеников Буровой инструмент. М. Недра, 1989 с. 189 пикобур,состоящий из присоединительной резьбы, корпуса и армированных резцами плоских лопастей,ступенями сужающихся по ширине книзу. Преимущество пикобура перед иными типами лопастных долот заключается в том, что резцы всех его ступеней, кроме нижней, (т. е. нижнего конца пикобура), работают в условиях двух поверхностей обнажения. Одна из этих поверхностей,горизонтальная, представляет собой образуемый резцами данной ступени кольцевой забой, а вторая,вертикальная, есть стенка скважины, образованная резцами нижерасположенной ступени. Наличие двух поверхностей обнажения многократно повышает эффективность разрушения. По сути дела бурение, как таковое, осуществляет только нижний конец пикобура, который образует врубовую скважину минимального диаметра, тогда как все вышерасположенные ступени эту скважину лишь последовательно расширяют. Недостаток пикобура состоит в том, что его нижний суженный конец, который и образует врубовую скважину (а значит, играет в разрушении забоя главную роль), имеет малую окружную скорость вращения. Эта скорость уменьшается от периферии центру вращения, где она равна нулю. По этой причине в точке пересечения оси вращения долота с поверхностью забоя разрушение породы теоретически невозможно, практически же оно происходит вследствие связи центральной точки с соседними разрушающимися участками по трещинам, а также в виду наличия вибраций. Тем не менее, описанное явление существенно сдерживает интенсивность процесса углубки пикобура. Технической задачей изобретения является повышение скорости углубки путем изменения конструкции нижнего конца пикобура. Технический результат состоит в том, что разрушение породы нижним концом пикобура происходит более интенсивно. Это достигается тем, что между лопастями пикобура вдоль оси его вращения оставляется суживающийся кверху зазор причем со стороны этого зазора, лопасти имеют, как и с их наружной стороны, ступенчатую форму резцы самой верхней ступени установлены относительно оси вращения асимметрично, а центрально расположенный промывочный канал пикобура заканчивается соплом. Изобретение поясняется схемой на фиг. где 1 трубчатый корпус пикобура 2 - присоединительная резьба 3 - лопасть 4 - ступень наружная 5 ступень внутренняя 6 - резец наружной ступени 7 резец внутренней ступени 8 - резец врубовый 9 сопло 10 - резцы, расположенные асимметрично. Устройство работает следующим образом Допустим, что предлагаемый пикобур вступает в работу после использования долота иного типа, при котором забой скважины целиком расположен на одной плоскости. После включения промывки,установки пикобура, на забой, запуска вращения и создания осевой нагрузки, врубовые резцы 8 начинают врезаться в плоскость забоя. Новый забой первоначально имеет форму малого кольца, размеры которого соответствуют размерам лопастей, по нижнему концу пикобура. Таким образом, в отличие от прототипа, предлагаемый пикобур оставляет в центральной части забоя керн. После углубки на высоту первой снизу внутренней ступени, на керн начинают воздействовать резцы 7 внутренней ступени, причем диаметр керна уменьшается, а снимаемый с него материал исходящей из насадки 9 струей жидкости смывается вниз и далее вместе с остальным шламом выносится на поверхность. По мере углубки на величину следующих ступеней диаметр керна еще более уменьшается и на самой верхней ступени доводится до минимума. Поскольку уменьшение диаметра керна резцами ступеней происходит при наличии двух плоскостей обнажения, и при этом все более уменьшается прочность керна на изгиб, затраты энергии на разрушение забоя врубовой скважины малы. На участке, где диаметр керна минимален, он обламывается, что обеспечивается ассиметричным расположением верхних кернообразующих резцов 10. Под напором вытекающей из сопла 9 струи, а также вследствие сопровождающих работу долота вибраций, керн дробится на мелкие фрагменты и перемалывается в шлам резцами наружных ступеней. В мягких породах полное уничтожение керна будет происходить раньше (при меньшей длине керна и большем его диаметре), причем главным образом, за счет размывающего действия вытекающей из сопла струи промывочной жидкости. В устойчивых породах керн разрушается позднее (при большей длине) и решающую роль может играть его слом под действием ассиметрично расположенных верхних резцов. Таким образом,предлагаемая конструкция пикобура резко повышает эффективность разрушения близкой к центру вращения долота части забоя, - процесс,которой у обычных пикобуров более всего сдерживает скорость углубки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Буровое долото типа пикобур, состоящее из присоединительной резьбы,корпуса и армированных резцами плоских лопастей,ступенями сужающихся по ширине книзу,отличающееся тем, что между лопастями пикобура вдоль оси его вращения оставляется суживающийся кверху зазор, причем со стороны этого зазора лопасти образуют снабженные резцами ступени,резцы самой верхней ступени установлены асимметрично по отношению к оси вращения долота, а центрально расположенный промывочный канал пикобура заканчивается соплом.