Шарошка бурового долота
Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Цель - увеличение долговечности шарошки за счет повышения стойкости зубьев. Шарошка содержит на каждом из своих венцов четное количество фрезерованных асимметричных клиновидных зубьев 1-4. Биссектрисы 5 углов при вершинах в каждой паре зубьев (1 и 2, 3 и 4) образуют у гол а.- 720°/п, где п - количество зубьев на венце. Биссектрисы углов при вершинах смежных зубьев 2 и 3 между парами - параллельно друг другу. В процессе работы зубья на венце при перекатывании под нагрузкой по поверхности забоя испытывают только две фазы нагружения: изгиб - осевое сжатие , в отличие от известных долот, где зубья испытывают три фазы нагружения: изгиб - осевое сжатие - изгиб. Это значительно повышает стойкость зубьев, так как ликвидируется наиболее опасная форма деформации материал - изгиб и, следовательно, повышается долговечность шарошки. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 В 10/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ.
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
720
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687956/03 (22) 10.05.89 (46) 30.09.91. Бюл. Q 36 (75) А.К, Забурдаев, В.И. Поздняков и P.È.
Гук (53) 622.24,051.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 973779, кл. Е 21 В 10/16, 1980. (54) ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА (57) Изобретение относится к буровым шарашечным долотам. Цель — увеличение долговечности шарошки эа счет повышения стойкости зубьев. Шарошка содержит на каждом иэ своих венцов четное количество фрезерованных асимметричных клиновидных зубьев 1 — 4. Биссектрисы 5 углов при
„„ЯЦ„, 1680932 А1 вершинах в каждой паре зубьев (1 и 2, 3 и 4) образуют угол а= 720 /и, где и — количество зубьев на венце. Биссектрисы углов при вершинах смежных зубьев 2 и 3 между парами — параллельно друг другу, В процессе работы зубья на венце при перекатывании под нагрузкой по поверхности забоя испытывают только две фазы нагружения: изгиб — осевое сжатие, в отличие от известных долот; где зубья испытывают три фазы нагружения: иэгиб— осевое сжатие — изгиб. Это значительно повышает стойкость зубьев, так как ликви, дируется наиболее опасная форма деформации материал — изгиб и, следовательно, повышается долговечность шарошки. 1 ил.
1680932
Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, Цель изобретения — увеличение долговечности шарашки путем повышения стойкости зубьев.
На чертеже схематически представлен фрагмент шарашки бурового. долота.
Шарошка бурового долота содержит на каждом из своих венцов четное количество фрезеровальных асимметричных клиновидных зубьев 1 — 4. Биссектрисы 5 углов при вершинах в каждой паре зубьев (2 и 1, 3 и 4)
720 образуют угол а —, где п — количество и зубьев на венце, а биссектрисы углов при вершинах смежных зубьев 2 и 3 между парами параллельны одна другой, Шарошка предлагаемой конструкции работает следующим образом, В процессе вращения долота под осевой нагрузкой зубья венцов шарошек при перекатывании по поверхности забоя,испытывак>т ударно-циклические знакопеременные динамические нагрузки, При этом в предлагаемой конструкции шарошки зубья в пределах венца при перекатывании под нагрузкой по поверхности забоя испытывают только две фазы нагружения: изгиб-осевое сжатие в отличие от трех фаз нагружения зубьев в шарошках известных долот. изгиб-осевое сжатие-изгиб, что повышает стойкость зубьев в новой конструкции шарошки, так как ликвидируется наиболее основная форма деформации материала-изгиб.
В момент контакта в породой зубья 2 и
3, биссектрисы 5 углов при вершине которых расположены под углом a = ., исП пытывают динамические изгибающие нагрузки от действия реакции забоя Каабоя. направление которой не совпадает с направлением биссектрис КО и m0 При дальнейшем вращении шарошки вш зуб 4 открывается от поверхности забоя, а зуб 3 подходит к вертикальному положению.
В момент принятия зубом 3 вертикаль. ного положения зуб 2, биссектриса которого параллельна биссектрисе угла при ве ршине зуба 3, также занимает вертикальное положение. В этой фазе нагружения зубья 2 и 3 испытывают осевое сжатие, так как реакция забоя йааьоя направлена вдоль биссектрис.
В следующий момент эуб 3 выходит из контакта с поверхностью забоя и третья фаза нагружения для зуба 3 не наступает. Таким образом, зуб 3 входит в контакт с забоем, 35
Формула изобретения
Шарошка бурового долота, содержащая
45 фрезерованные ассиметричные клиновидные зубья, расположенные на венцах, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения долговечности шарошки за счет повышения стойкости зубьев, шарашка
50 выполнена на каждом венце с четным количеством зубьев, биссектрисы углов, при вершинах которых в каждой паре образуют угол
720 .а =, где и — количество зубьев на вени це, а биссектрисы углов при вершинах смежных зубьев между парами параллельны.
30 начиная работать на изгиб, При дальнейшем вращении шарашки эуб 3 работает на осевое сжатие и далее выходит из контакта с забоем, т,е. имеем только две фазы нагружения для зуба 3.
Аналогичная картина в отношении зуба
2. Зуб 2 работает на осевое сжатие, При вращении шарошки эуб 2 занимает положение зуба 4 и начинает работать на изгиб (вторая фаза нагружения). В следующей момент зуб выходит из контакта с забоем, т.е. третья фаза нагружения отсутствует.
При реализации изобретения в конструкции шарошки меняется угол встречи с поверхностью забоя смежных зубьев, Так, для зуба 3 угол у1 встречи с породой меньше по величине, чем угол у2 встречи с породой зуба 2, т.е. зуб 3 несколько придавливает частицы разрушаемой породы обратно к забою, Этот нежелательный эффект можно компенсировать увеличением шага зубьев 3 и 4 (шаг t1) по сравнению с шагом t2 зубьев 2 и 3. Такое соотношение шагов t1 и t2 ставит зубья 2 — 4 в одинаковые условия с точки зрения эффективности разрушения горной породы, TBK как увеличение шага t1 повышает скорость встречи зуба 3 с забоем и, следовательно, силу динамического удара по сравнению с зубом 2, что компенсирует разницу в величинах углов с
71 <>2
v1 =60 t1 > v2 = t2, так как tt O t2.
Переменный шаг зубьев в этом случае также дает положительный элемент, так как предотвращает образование рейки на забое скважины в зоне работы венца, совершающего практически чистое качение (как правило, это средний венец шарошки).
