Буровое одношарошечное долото

 

1. БУРОВОЕ ОДНОШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, содержащее корпус с наклонной цапфой и установленную на ней сферическую шарошку с центром на пересечении осей долота и цапфы, оснащенную вставками с рабочими головками , кромка которых образована двумя поверхностями, одна из которых , ориентированная в сторону вращения - выпуклая, отличающеес я тем, что, с целью повьпиения его эффективности в работе путем исключения непоражаемых участков забоя, режущая кромка вставок выполнена по радиусу RI,, связанному с радиусом долота Pvg соотношением Ь рд 0,9-1,1, а длцна ее Lr связана с Rg соотношением Уи 0,38-0,58. 2. Долото по п. 1, отличающееся тем, что, с целью самозатачивания режущей кромки и лучшего удаления разрушенной породы, другая (О поверхность рабочей головки вставки, ориентированная в сторону, противоположную вращению корпуса, имеет вогнутую форму. Jib Nj ;0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ВВ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) Е 21 В 10 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3493086/22-03 (22) 01.06.82 (46) 23.09.84. Бюл. М 35 (72) P.М.Богомолов, Л.Г.Бутаков, Ю.А.Саморокова и В. И.Заворухин (71) Специальное конструкторское бюро по долотам Производственного объединения "Куйбышевбурмаш" (53) 622.24.051.55(088.8) (56) 1. Зубарев А.В. и др . Одношарошечные долота. М., "Недра", 1971, с. 9-16, рис. 10.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 187697, кл. Е 21 В 10/16, 1962 (прототип). (54) (57) 1 . БУРОВОЕ ОДНОШАРОШЕЧНОЕ

ДОЛОТО, содержащее корпус с наклонной цапфой и установленную на ней сферическую шарошку с центром на пересечении осей долота и цапфы, осна— щенную вставками с рабочими головками, режущая кромка которых образована двумя поверхностями, одна из которых, ориентированная в сторону вращения — выпуклая, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпнения его эффективности в работе путем исключения непоражаемых участков забоя, режущая кромка вставок выполнена по радиусу R)„связанному с радиусом долота .ПВ соотношением bjp =- 0,9-1,1, R а длина ее L) связана с R> соотношением b/) = 0,38-0,58.

2. Долото по и. 1, отличающ е е с я тем, что, с целью самозатачивания режущей кромки и лучшего удаления разрушенной породы, другая поверхность рабочей головки вставки, ориентированная в сторону, противоположную вращению корпуса, имеет вогнутую форму .

1114779 2

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к одношарошечным буровым долотам.

Известно буровое шарошечное долото, включающее корпус с наклонной цапфой, на которой посредством запорного пальца установлена коническая шарошка, армированная твердосплавными зубками со сферической рабочей головкой f1) .

Основным недостатком данного доло- 10 та является то, что коническая шарошка имеет значительно меньшие размеры, чем диаметр скважины, поэтому в процессе работы долота шарошка перекатывается вокруг оси скважины. Это влее 15 чет за собой уменьшение устойчивости

)долота и возникновение поперечных red лебаний шарошки, что снижает эффективность работы долота, что усугубляется малой вооруженностью долота и малым щ ресурсом работы опоры.

Наибрлее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому.. результату является буровое одношарошечное долото, содержащее корпус с наклонной цапфой и установленную на ней сферическую Шарошку с центром на пересечении осей долота и цапфы, оснащенную вставками с рабочими головка30 ми, режущая кромка которых образована . двумя поверхноогями, одна из которых, ориентированная в сторону вращения корпуса, выпуклая. Использование сферической шарошки позволяет увеличить вооруженность и мощность опоры и обес- З> печивает плавную, без больших динамических ударов работу шарошки (2 .

Однако применяемые для вооружения шарошки вставки цилиндрической формы с с указанной рабочей головкой не обес 1 печивают эффективной работы долота иэ-за резкого снижения механической скорости бурения даже при небольшом износе твердосплавнык вставок и невозможности обеспечения достаточно полного перекрытия забоя вставками цилиндрической формы, зазоры между которыми, исходя из условия технологичности изготовления, должны быть не менее диаметра хвостовика вставок.

Цель изобретения — повышение эффективности работы долота путем исключения непоражаемых участков забоя,55 обеспечения самозатачивания режущей кромки и лучшего удаления разрушенной породы.

Цель достигается тем, что в буровом одношарошечном долоте, содержащем корпус с наклонной цапфой и установленную на ней сферическую шарошку с центром на пересечении осей долота и цапфы, оснащенную вставками с рабочими головками, режущая кромка которых образована двумя по верхностями, одна из.которых,ориентированная в сторону вращения корпуса, выпуклая, режущая кромка вставок выполнена по радиусу Rg, связанному с радиусом долота К8 соотношением "Sj< = 0,9-1,1, а длина ее Lp связана с К8 соотношением"Ь/ = 0,38О, 58.

При этом другая поверхность рабочей головки вставки, ориентированная в сторону, противоположную вращению корпуса, имеет вогнутую форму.

На фиг. 1 изображен общий вид до.лота с продольной схемой размещения вставок, на фиг. 2 — вставка, вид сбоку, на фиг. 3 — то же, план; на фиг. 4. — сечение А-А на фиг. 2; на фиг ° 5 — сечение Б-Б на фиг. 2 на фиг. 6 — схема размещения вставок на шарошке.

Буровое долото включает корпус

1 и сферическую шарошку 2, армированную твердосплавными вставками 3, которые в зависимости от свойств разбуриваемых пород могут устанавливаться под различными углами к продольной оси шарошки. Режущая кромка

4 рабочей головки 5 вставки 3 образована двумя поверхностями: выпуклой 6, ориентированной в сторону вращения корпуса 1, и вогнутой 7. Заост- ренная выпукло-вогнутая кромка 4 может быть образована по разному, например пересечением двух торов, име- мцих одну ось. При этом радиус на вогнутой поверхности К1 меньше ради-, уса R поверхности тора на выпуклой стороне. При необходимости на вогнутой стороне могут быть размещены поперечные ребра жесткости. Длина Lb режущей кромки составляет (0,380 58)Кд, а радиус ее Rb равен 0,91, 1 .радиуса долота R8. Основание 8 вставки 3 может иметь различную форму, обеспечивающую надежное ее закрепление в теле шарошки 2 любым известным способом — пайкой, завальцовкой, заливкой твердеющим материалом, и т.д. Угол наклона вставок 3 относительно радиуса шарошки 2 выбирается

3 1 1147 иэ условия обеспечения наилучшего самозатачивания режущей кромки во время бурения.

На фиг. 2-б показан вариант с плоским основанием и боковыми плоскими гранями, выполненными со скосом под острым углом Ж в сторону рабочей породоразрушающей кромки. Короткие торцы вставки могут иметь плоскую или цилиндрическую поверхность (на 1ð фиг. 3 показано пунктиром).

Фрезерованный паз — гнездо также выполняется различной формы, ответной форме вставки 3, например с таким же углом М 15

Величина угла заострения режущей кромки 4 выбирается с учетом прочностных свойств раэбуриваемых пород, величины трения и эффективности резания ° 20

Предлагаемая выпукло-вогнутая форма обеспечивает легкий и интенсивный сход "стружки" породы по вогнутой поверхности, а выпуклая обратная поверхность обеспечивает максимальную 2 прочность режущего клина (например, по сравнению с обратной плоской поверхностью).

Выполнение радиуса режущей кромки R< равным 0,9-1, 1 радиуса долота 3Q

Rg обусловленно допусками на изготовление вставок и самого долота и кинематикой работы одношарошечного долота, при которой во время вращения шарошки 2 вставки 3 осуществля-35

79 4 от сложное планетарное пространствент ное перемещение по поверхности сферы диаметром, равным диаметру долота.

Выполнение радиуса режущей кромки 4 меньше 0,9 Rg ведет к образованию неперекрытых эон на забое, так как в этом случае уменьшается контактная поверхность вставок с забоем, а при выполнении режущей кромки с радиусом, больше 1, 1 R, ухудшается вписываейость шарошки в заданный диаметр, причем в этом случае в работе участвуют только концевые участки режущей кромки 4.

Выбор длины Lb режущей кромки 4, равной 0,38-0,58, позволяет резко увеличить перекрытие забоя, исключив непоражаемые участки, ширина которых определяется величиной sasopa меж» ду вставками. Ликвидация непоражаемых участков на забое обеспечивает повышение механической скорости бурения °

Таким образом, применение вставок предлагаемой формы для вооружения одношарошечных долот позволяет повысить эффективность работы последних за счет самозатачивания режущей кроьФи, минимального темпа прироста контактной поверхности при абразивном износе вставок, лучшего удаления разрушенной породы по вогнутой поверхности и исключения непоражаемых участков на забое скважины.

1114779

R2

Фиг.4

Составитель С.Денисова

Редактор Н.Джуган Техред,А.Бабинец Корректор О.Тигор

Заказ 7706 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4