Породоразрушающий зубок бурового долота

 

Изобретение относится к области буровой техники и позволяет повысить ресурс зубка путем повышенияего прочисти при сохранении начальной скорости проходки на первом этапе его работы. Зубок имеет клиновидную форму с разными углами наклона (УН) боковых граней (БГ) 3 и 4 соответственно при вершине зубка и у основания . На вершине 2 зубка расположена рабочая кромка. Причем БГ 3, 4 на высоте зубка от основания, составляюш,ей 1/2-:-3/4 общей его высоты, имеют ступенчатое сопряжение участков с разными УН их БГ. У основания зубка БГ 4 выполнены с разными УН отдельных их участков. Угол между БГ при вершине 2 зубка не превышает 15°. В процессе работы зубка срабатывается его верхняя часть. За счет малого угла клина у вершины 2 зубка плош,адь кромки изменяется незначительно. В результате незначительно уменьшается и скорость разрушения породы. Эта скорость поддерживается до момента сработки зубка на 1/2-3/4 своей высоты. Далее механическая скорость зубка значительно уменьшается. Усилия, возникаюш,ие на зубке при его работе, не доходят до критических и не превышают прочности зубка. 1 з. п. ф-лы, 6 ил. UJ (Л R го 00 Од 00 Фг/г.7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 Е 21 В 10 16

ВСЕЮЮЗИИ

".;,|Э,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 Я! .1:! 1 ЩА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3950740/22-03 (22) 28.06.85 (46) 23.03.87. Бюл. № 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) A. С. Мокшин, В. А. Мокшин и Т. Г. Агошашвили (53) 622.24.051.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 97933, кл. Е 21 В 10/16, 1953.

Авторское свидетельство СССР № 171343, кл. E 21 В 10/16, 1962. (54) ПОРОДОРАЗРУШАЮШИЙ ЗУБОК

БУРОВОГО ДОЛОТА (57) Изобретение относится к области буровой техники и позволяет повысить ресурс зубка путем повышения его прочисти при сохранении начальной скорости проходки на первом этапе его работы. Зубок имеет клиновидную форму с разными углами наклона (УН) боковых граней (БГ) 3 и 4

„„SU„1298331 А1 соответственно при вершине зубка и у основания. На вершине 2 зубка расположена рабочая кромка. Причем БГ 3, 4 на высоте зубка от основания, составляющей 1/2 —:3/4 общей его высоты, имеют ступенчатое сопряжение участков с разными УН их БГ.

У основания зубка БГ 4 выполнены с разными УН отдельных их участков. Угол между

БГ при вершине 2 зубка не превышает 15 .

В процессе работы зубка срабатывается его верхняя часть. За счет малого угла клина у вершины 2 зубка площадь кромки изменяется незначительно. В результате незначительно уменьшается и скорость разрушения породы. Эта скорость поддерживается до момента сработки зубка на 1/2 — 3/4 своей высоты. Далее механическая скорость зубка значительно уменьшается. Усилия, возникающие на зубке при его работе, не доходят до критических и не превышают прочности зубка. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

1298331 го

Формула изобретения

1

Изобретение относится к буровой технике, а именно к породоразрушающим элементам шарошечных долот.

Целью изобретения является повышение ресурса породоразрушаюгцего элемента путем повышения прочности зубка с сохранением начальной скорости проходки на протяжении первой половины времени его работы.

На фиг. 1 изображен стальной зубок, вариант выполнения ступенчатого сопряжения боковых граней с двух сторон клина, общий вид; на фиг. 2 — то же, вариант выполнения ступенчатого сопряжения боковых граней с одной стороны клина; на фиг. 3 — твердосплавный ступенчатый зубок, общий вид; на фиг. 4 — проекция твердосплавного зубка, вариант ступенчатого сопряжения с двух сторон клина; на фиг. 5— то же, с одной стороны клина; на фиг. 6— вариант выполнения нижней ступени твердосплавного зубка с наклонной боковой гранью

7 имеющей различные углы наклона отдельных ее участков.

Зубок клиновидной формы состоит из двух ступеней с основанием 1 и вершиной 2, являющейся рабочей кромкой. Верхняя ступень имеет одну наклонную грань 3 у вершины зубка с одной стороны клина (фиг. 2 и 5) или две с двух сторон клина (фиг. 1, 3, 4, 6). Нижняя ступень также имеет наклонную грань 4 у основания с одной стороны клина (фиг. 2 и 5) или с двух сторон клина (фиг. 1, 3, 4, 6). Боковые наклонные грани 3 и 4 имеют различные углы наклона. Обе ступени имеют общие торцовые грани 5.

Наклонные грани 3 и 4 имеют ступенчатое сопряжение через площадку 6, упрочняющую зубок. Площадка 6 выполняется на высоте /г от основания 1, равной — ——

1 3

2 4 общей высоты // зубка (фиг. 1 — 6).

Зубок может быть упрочнен с одной стороны клина или с двух сторон, для чего ступенчатость площадки 6 выполняется с одной или с двух сторон зубка. При упрочнении зубка с одной стороны другая наклонная грань 7 клина может выполняться вогнутой или при невыполнимости такой формы по технологическим причинам — просто наклонной.

Угол / клина при вершине 2 между наклонными боковыми гранями 3 должен не превышать!5, а угол у клина у основания 1 между боковыми наклонными гранями 4 должен быть равен 30 — 5О . При односторонней ступенчатости угол наклона грани 7 равен половине угла клина у основания, т. е. 15 — 25 .

Для уменьшения площадки 6, являющейся определяющей механической скорости проходки при вступлении в работу второй ступени, боковую наклонную грань 4 нижней ступени можно выполнять с разными углами

2 наклона отдельных ее участков. Так, на фиг, 6 на высоте h — /г нижH é ступени зубка угол; - клина между верхними участками наклонных граней 4 выполнен болыпе угла у- клина между нижними участками этих граней, что сохраняет прочность зубка.

Работа зубка заключается в следующем.

При вращении долота шарошки перекатываются по забою и в результате динамического воздействия — вдавливания зубков в породу — происходит разрушение породы. Взаимодействуют зубки с породой своей рабочей кромкой, которой является вершина 2 зубка.

В процессе работы срабатывается верхняя часть — первая ступень зубка, и за счет небольшого угла клина у вершины площадь рабочей кромки увеличивается незначительно и незначительно уменьшается механическая скорость разрушения породы. Поддержание механической скорости практически постоянной происходит до момента сра1 3 ботки зубка на — — — своей высоты, т. е.

2 4 первой ступени, что занимает около половины времени работы зубка.

Усилия, возникающие в зубке при работе, не доходят до критических ни в верхней половине, ни в нижней и не превышают прочности зубка.

Механическая скорость при работе остав

3 1 шейся частью зубка (— — — общей высоты)

4 2 будет значительно уменьшена.

При бурении среднеабразивных пород долото с данными зубками обеспечит начальную скорость проходки в течение первой половины долбления, а при использовании твердосплавных зубков — увеличение и начальной скорости проходки. При бурении неабразивных и малоабразивных пород долото с данными зубками будет обеспечивать постоянную наибольшую скорость проходки благодаря возможности максимального углубления в породу на величину половины их высоты и беспрепятственному перекатыванию шарошек без зависания на впадинах и выступах забоя ввиду большой полной их высоты.

1. Породоразрушающий зубок бурового долота, имеющий клиновидную форму с разными углами наклона боковой грани при вершине зубка и у основания и рабочей кромкой на вершине зубка, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса путем повышения его прочности при сохра нении начальной скорости проходки на первом этапе его работы, боковые грани на высоте зубка от основания, составляющей 1/2 — 3/4 общей его высоты, имеют ступенчатое со!

298331

Фиг. 3

Фиг.2

Составитель A. Сергачев

Редактор Л. Ворович Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Заказ 741/30 Тираж 533 1!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пряжение участков с разными углами наклона боковых граней, а угол между боковыми гранями при вершине зубка не превышает 15 .

2. Породоразрушаюший зубок по п. 1, оглача.ощийся тем. что боковые наклонные грани у основания выполнены с разными углами наклона отде "bHblx Hx участков.