Способ определения эффективности формы породоразрушающих элементов бурового долота со скругленной вершиной

 

Изобретение относится к буровой технике. Цель - повышение эффективности способа путем учета дополнительных прочностных характеристик разрушаемой породы. Для этого определяют твердость породы по штампу. Радиус R скругления вершины породоразрушающего элемента определяют по следующей зависимости: 0,06 EP<SB POS="POST">ш</SB> ≤R≥0,10EP<SB POS="POST">ш</SB>, где E - модуль Юнга

P<SB POS="POST">ш</SB> - твердость породы по штампу

R - радиус скругления вершины. Испытания зубков с различным значением к на породах различной твердости дают возможность установить оптимальные интервалы изменения радиуса вершины. Оптимальные границы радиуса скругленной вершины обеспечивают большой объем и глубину зоны разрушения и меньшее сопротивление внедрению. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 В 10/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

P >Pe S

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4636876/03 (22) 08.12.88 (46) 15,07.91. Бюл, N 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) А.Б. Левина, P.М. Эйгелес, Д.А. Любяный, А.В. Торгашов, С.П. Баталов и А.А. Логинов (53) 622.24.051.55(088.8) (56) Попов А.Н и Трушкин Б.И, Анализ напряженного состояния в горной породе над элементами вооружения долот различной формы. Межвузовский тематический сборник, Bblll. 1, Технология бурения нефтяных и газовых скважин, Уфа, 1973, с. 40 — 49. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОРМЫ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ БУРОВОГО ДОЛОТА

СО СКРУГЛЕННОЙ ВЕРШИНОЙ

Изобретение относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему инструменту с вставным вооружением. . Целью изобретения является повышение эффективности способа путем учета до-. полнительных прочностных характеристик разрушаемой породы;

На чертеже изображен породоразрушающий элемент со скругленной вершиной.

Способ осуществляется следующим образом.

При бурении на долото передается осевая нагрузка, которая распределяется на зубки, находящиеся в контакте с забоем скважины. Площадь контакта с поверхностью забоя зубка, имеющего скругленную вершину, используя решение задачи теорИи упругости, можно оценить соотношением

„, Ы„„1663172 А1 (57) Изобретение относится к буровой технике. Цель — повышение эффективности способа путем учета дополнительных прочностных характеристик разрушаемой породы. Для этого определяют твердость породы по штампу, Радиус R скругления вершины породоразрушающего элемента определяют по следующей зависимости: 0,06

Е/P«> R < 0,10 Е/Р„,, де Š— модуль Юнга;

P — твердость породы по штампу, R радиус скругления вершины. Испытания зубков с различным значением к на породах различной твердости дают возможность установить оптимальные интервалы изменения радиуса вершины. Оптимальные границы радиуса скругленнои вершины обеспечивают большой обьем и глубину эоны разрушения и меньшее сопротивление внедрению.

1 ил.

S = /РВ С.

Е где R — радиус скругленной вершиной;

P — нагрузка на зубок;

Š— модуль упругости породы;

С вЂ” коэффициент. зависящий от свойств материала зубка.

Нагрузка на зубок должна быть достаточной для обесп чсния обьемного разрушения породы где PLU — твердость породы по штампу.

Учитывая, это получаем, что площадка контакта отдельного зубка с породой прямо пропорциональна R и Рщ и обратно про

1663172

0,06

Е Е

Рш Рш

Составитель А.Скалунов

Редактор Ю.Середа ТехредМ.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 2245 Тираж 374 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35; Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r: Ужгород, ул.Гагарина, 101 порциональна Е, следовательно, для того, чтобы при увеличении твердости породы,т,е, отношения Рщ/Е, глубина внедрения зубка и удельная нагрузка на него при заданной осевой нагрузке не уменьшалась, а сопротивление внедрению не увеличивалось, необходимо и достаточно, чтобы величина радиуса сферической вершины изменялась пропорционально отношению

Е/Рщ.

Чем больше R, тем больше S, следовательно, больше сопротивление внедрению и меньше глубина внедрения. С другой стороны, чем меньше S, тем меньше объем зоны разрушения. Существуют оптимальные границы радиуса скругленной вершины R, обеспечивающие большой объем и глубину зоны разрушения и меньшее сопротивление внедрению. Эти границы, как указывалось выше, должны быть пропорциональны отношению Е/Рш.

Испытания зубков с различным значением R на породах различной твердостидали возможность установить оптимальные интервалы изменения радиуса вершины

Породоразрушающие элементы с радиу5 сами скругленной вершины, определенными указанным способом, повышают эффективность разрушения породы за счет увеличения объема разрушения и снижения сопротивления их внедрению.

Формула изобретения

Способ определения эффективности формы породоразрушающих элементов бурового долота со скругленной вершиной, 15 включающий определение модуля упругости разрушаемой породы, а затем радиуса скругления вершины породоразрушающего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа

20 путем учета дополнительных прочностных характеристик разрушаемой породы, определяют твердость Рш породы по штампу, а радиус R скругления вершины находится из выражения (0,06-0,1) Е/Рщ, где Š— модуль

25 Юнга,