Буровое долото

 

БУРОВОЕ ДОЛОТО, содержащее корпус с рабочими секторами, на передней грани которых по концентрическим окружностям размещены режущие элементы, состоящие из алмазного и металлического слоев, отличающееся тем, что, с целью повыщения его эксплуатационной стойкости и скорости бурения, периферийные режущие элементы обнажены металлическим слоем, при этом количество режущих .элементов п, в концентрических рядахопределяется по формуле СО5ф1 П, гдеугол наклона образующей долота в зоне i-ro ряда к плоскости, перпендикулярной центральной оси до лота; расстояние от оси долота доi-ro ряда; коэффициент пропорциональности, равный 0,3-0,6. л (Л О5г Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3522475/22-03 (22) 15.12.82 (46) 07.06.85. Бюл. № 21 (72) В. И. Каторгин, А. М. Чувилин, В. В. Панкратов, В. А. Боцуляк и А. В. Колчин (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (53) 622.24.051.64 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 929806, кл. Е 21 В 10/46, 1979.

2. Патент США № 4098363, кл. 1 75-329, опублик. 1978. (54) (57) БУРОВОЕ ДОЛОТО., содержащее корпус с рабочими секторами, на передней грани которых по концентрическим окруж„„ЯЦ„„1160000 A

4(Ю Е 21 В 10/46 ностям размещены режущие элементы, состоящие из алмазного и металлического слоев, отличающееся тем, что, с целью повышения его эксплуатационной стойкости и скорости бурения, периферийные режущие элементы обнажены металлическим слоем, при этом количество режущих .элементов и, в концентрических рядах определяется по формуле

n;=k cosrp г, угол наклона образующей долота в зоне i-го ряда к плоскости, перпендикулярной центральной оси до лота; расстояние от оси долота до i-го ряда; коэффициент пропорциональности, равный 0,3 — 0,6.

1160000

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

Известно буровое долото, состоящее из корпуса и р абочих секторов, оснащенных породоразрушающими вставками разного размера, мелкие из которых размещены по всему объему матрицы, а крупные на передней грани секторов, рядами, соответствующими профилю матрицы (1).

Однако в долоте определенную сложность представляет установка крупных алмазов с обеспечением полного перекрытия забоя скважины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с рабочими секторами, на передней грани которых по концентрическим окружностям размещены режущие элементы, состоящие из алмазного и металлического слоев (2) .

Недостатками известного долота являются низкая эксплуатационная стойкость, связанная со сколом алмазного слоя в периферийной части долота, и малая скорость бурения из-за нерациональной схемы армировки секторов.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости долота и скорости бурения.

Цель достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус с рабочими секторами, на передней грани которых по концентрическим окружностям размещены режущие элементы, состоящие из алмазного и металлического слоев, периферийные режущие элементы снабжены металлическим слоем, при этом количество режущих элементов п в концентрических рядах определяется по формуле и — — kсоку г, где cp, — угол наклона образующей долота в зоне i-го ряда к плоскости, перпендикулярной центральной оси долота; ; — расстояние от оси долота до i- го ряда;

k — коэффициент пропорциональности, р а вн ый 0,3 — 0,6.

На фиг. 1 изображено долото, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид со стороны рабочего торца; на фиг. 3 — расчетная с: ема размещения режущих элементов в кторе.

Буровое долото включает металлический корпус 1 и сектора 2, на которых по концентрическим окружностям размещены ре жущие элементы 3, состоящие из алмазного и металлического слоев. Режущие элементы 3 по передней грани 4 сек5 тора 2 в центре долота обнажены алмазным слоем, а на периферии — металлическим слоем, и их количество и в концентрическом ряду определяется по формуле

ni=kcosj> r, где р — угол наклона образующей долота

10 к плоскости, перпендикулярной центральной оси в зоне i-го ряда; г; — расстояние от оси долота i-го ряда;

k — коэффициент пропорциональности, равный 0,3 — 0,6.

Заделка периферийных режущих элементов в секторе таким образом, когда об-. наженным на гранях оказывается металлический слой, сводит к минимуму повреждения щ алмазного слоя от ударных нагрузок, так как ударная нагрузка принимается металлическим слоем и гасится сектором, а алмазный слой оказывается надежно защищенным. Увеличение механической скорости бурения обеспечивается за счет повышения ударостойкости периферийной части сектора, предохранения алмазного слоя режущего элемента от скола, выкрашивания и повышенного износа..

Боковые грани секторов конусной околоцентральной части армированы таким образом, что обнажен на гранях алмазоносный слой. Это улучшает самозатачиваемость центральных режущих элементов, не дает им зашлифовываться и позволяет эффективно разбуривать конус породы.

В процессе работы в предлагаемом долоте все режущие элементы в кольцевых рядах работают в одинаковых условиях. Это до= стигается за счет равномерного распределения нагрузок, действующих на них, которые учитываются предлагаемой форму40 лой.

Профиль долота представляет собой профиль равновесного износа, который позволяет значительно продлить работу режущих элементов 3 (вплоть до их полного износа), при одновременном обеспечении

45 эффективной работы режущих элементов 3 каждого ряда за счет их равномерной загрузки по всему радиусу долота.Это способствует по вы шеи и ю изн ос о стой кости п редлагаемого долота в целом и механической скорости бурения, что подтверждено экспериментальными данными.

1 160000

Составитель С. Денисова

Редактор О. Вугнр Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 3707 26 « Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4