Буровое долото

 

Изобретение относится к бурению горных пород и позволяет повысить стойкость долота. Оно включает корпус 1, оснащенный износостойкими вставками (ИВ) 2, оси 7 которых на опережающем участке и 8-г рабочей поверхности (РП) 4 расположены параллельно оси долота, а на остальной в - 5 и а - л РП 4 - под переменньм углом. Наклон ИВ 2 в радиальном его сечении определяется из следующего соотношения: cos (cos(i i+KpSinrf.), где /S; - угол между продольной осью долота и осью 7; оС,- - угол между продольной осью долота и нормалью 5 к РП 3; ,- 0,5, при зтом ,995-0,895. При указанном расположении ИВ 2 равнодейстV СО со СО 4 4 сл

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) (51) 4 Е 21 В 10/24

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф, ; я.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ASTOPCHOMY CBNPETEllbCTB Y (21) 3823842/22-03 (22) 1О. 12, 84 (4Ь) 3О.О5.88. Бюл. Ш 2О (?2) Э Н Скляров, В.В.Квач

Э.Д.Коваленко, В.Г.Упоров и М.И.Ушаков (53) 622.24.051 (088.8) (56) Вовчановский И.Ф. Породоразруша. ющий инструмент на основе славутича для бурения глубоких скважин. Киев:

Наукова думка, 1979, с.68-88.

Авторское свидетельство СССР

У 791890, кл. Е 21 В 10/02 ° 1977. (54) БУРОВОЕ ДОЛОТО (57) Изобретение относится к бурению горных пород и позволяет повысить стойкость долота. Оно включает корпус

1, оснащенный износостойкими вставками (ИВ) 2, оси 7 которых на опережающем участке 6 -s.è 8-z рабочей поверхности (РП) 4 расположены параллельно оси долота, а на остальной а — 6 и -

РП 4 — под переменным углом. Наклон

ИВ 2 в радиальном его сечении определяется из следующего соотношения:

eos д;=К(совof;+Ê,sin cf;), где р; — угол между продольной осью долота и осью

7; of; — угол между продольной осью долота и нормалью 5 к РП 3; К =0,10,5, при этом К=О,995-0,895. При укаэанном расположении ИВ 2 равнодейст1399445 вующая, равная сумме составляющих При расположении ИВ 2 с наклоном в . нормальной реакции и касательной, сторону, противоположную направлению возникающая как реакция на воздейст- их перемещения в процессе бурения по вие осевой силы подачи, будет направ- отношению к нормали 5, проведенной к лена вдоль оси 7 ИВ 2. Это позволит РП 3 под углом, равнодействующая реисключить изгибающие нагрузки и рас-, акция действует вдоль оси 7. Изгибаютягивающие напряжения в теле ИВ 2. щие нагрузки минимальны. 2 ил.

Изобретение относится к бурению горных пород, в частности к породоразрушающему инструменту, оснащенному вставками из сверхтвердых композиционных материалов.

Целью изобретения является повышение стойкости долота.

На фиг.1 изображено буровое долото; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.

Буровое долото состоит из корпуса

1 и закрепленных в нем породоразрушающих вставок 2. Вершины вставок 2 касаются образующей, представляющей собой сочетание элементов кривых второго порядка или прямых, при вращении которых относительно оси долота обра зуется рабочая поверхность 3.

В радиальном сечении, проходящем через ось вращения долота, рабочая поверхность 3 и поверхность 4 корпуса

1 условно разделены на опережающий участок (6- b и 8- 1), ограниченный углом, и остальные участки а-6и -у. рабочей поверхности. Для опережающего участка соблюдается условие о(;, для остальных " с(> р,, где p,— угол трения покоя, определяемый из .йру:Г

f — коэффициент трения покоя, определяемый для пары трения инструментальный материал вставки — горная порода; c(- -угол наклона нормали 5 к рабочей поверхности 3 долота относительно его оси вращения. Рабочая поверхность 3 долота совпадает по форме с поверхностью забоя скважины в разбуриваемой горной породе 6. В радиальном сечении долота (фиг. 1) на опережающем участке (Ь- s и ф- ), ограниченном углом р, вставки 2 установлены таким образом, что нх продольная ось 7 параллельна оси долота, а на остальных участках (для которых

2 ; > 1,) — под углом p., определяемым из формулы

Cos P;=K(Cos a(;+K Sin a ;), где К =0,1-0,5, при этом К=0,9955 0,895.

При укаэанном расположении вставок

2 равнодействующая Rs, равная сумме составляющих нормальной реакции К „ и касательной Кеэ возникающая как ре10 акция на воздействие осевой силы P подачи, будет направлена вдоль оси 7 вставки 2, что позволит исключить изгибающие нагрузки и растягивающие на15 пряжения в теле вставки 2, тем самым исключить ее поломки и повысить стойкость долота.

Целесообразно также располагать оси 7 вставок 2 также и по направлению равнодействующей реакции R в сечении А-А (фиг.2), проходящем через ось 7 вставки 2 нормально к радиальному сечению долота, приведенному на фиг. 1.

Реакция R равна сумме реакции Rq и Rp ° возникающей вследствие действу2 ющего вращающего момента М . При этом вставки 2 устанавливают с наклоном в сторону, противоположную направлению их перемещения в процессе бурения по отношению к нормали 5, проведенной к рабочей поверхности 3 долота под углом р (фиг.2).

Угол определяется из равенства

tgp=f, где f - коэффициент трения

35 (сопротивления) движения, определяемый для соответствующей пары трения инструментальный материал — горная порода.

40 В этом случае полная равнодействующая реакция К будет действовать вдоль оси 7 вставки 2, изгибающие

4 что, с целью повышения стойкости долота, наклон вставок в радиальном его сечении определяется из соотношений

cos (ь,.=К(соз о(;+ К s in d;), где а, - угол между продольной осью долота и осью вставки; ; — угол между продольной осью долота и нормалью к рабочей поверхности;

Ко 0,1-0,5, при этом К 0,995"

0,895. нагрузки будут минимальны, а стойкость долота — максимальна.

Ф о р м у л а . и з о б р е т е н и я

Буровое долото, включающее корпус, 5 оснащенный износостойкими вставками, оси которых на опережающем участке рабочей поверхности расположены параллельно оси долота, а на остальной рабочей поверхности - под переменным углом о т л и ч а ю щ е е с я тем, Составитель Ю.Палащенко

Техред М.Ходанич Корректор О.Кравцова

Редактор M. Келемеш

Заказ 2651/34 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4