Буровое шарошечное долото

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам шарошечного типа, и позволяет повысить долговечность долота за счет более высокой стойкости калибрующих зубков. Это достигается тем, что вокруг зубков 4 выполнены полости 5 под углом у к наружной поверхности обратного корпуса 3,определяемым из выражения у = arctg 0,1 l/s, где I - ,длина зуба; s - расстояние от начала полости до оси зубка; 0,1 - коэффициент прочности крепления зубка 4. Наклонные полости 6 при работе долота обнажают режущие кромки зубков 4 без ослабления степени его крепления. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ы)5 Е 21 В 10/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

y = arcing 0,1 -, I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728809/03 (22) 18,08.89 (46) 15,02.92. Бюл. М 6 (72) В.С. Травкин, B.Ã. Смирнов, Б,П. Фила- тов и Г,А. Поланский (53) 622.24,051.55 (088.8) (56) Патент США М 3858671, кл. 175-366, 1975. (54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО (57) Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам шарошечного типа, и позволяет поИзобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам шарошечного типа.

Известно шарашечное долото, у которого обратный конус шарошки армирован твердосплавными зубками, которые необходимы для улучшения калибровки ствола скважины.

Недостатком данного изобретения является то, что твердосплавные зубки расположены заподлицо с поверхностью обратного конуса шарошки. Такое расположение зубков исключает возможность образования обнаженных режущих кромок и ухудшает калибровку ствола скважины при работе.

Наиболее близким к предлагаемому является шарашечное долото, у которого твердосплавнйе зубки на обратном конусе шарошки выступают на некоторую величину, Такое расположение зубков позволяет иметь несколько обнаженных режущих кро-мок.

Однако при работе долота на забое наблюдае ся значительное количество сколо-.

„„ Ж „„1712575 А1 высить долговечность долота за счет более высокой стойкости калибрующих зубков.

Это достигается тем, что вокруг зубков 4 выполнены полости 5 под углом у к наружной поверхности обратного корпуса 3, определяемым из выражения y = arctg 0,1 1/s, где I —; s — расстояние от начала полости до оси зубка: 0,1 — коэффициент прочности крепления зубка 4. Наклонные полости 5 при работе долота обнажают режущие кромки зубков 4 без ослабления степени его крепления. 3 ил, тых зубков на обратном конусе шарашки.

Связано это с тем, что на выступающей части зубков в процессе бурения под воздействием ударных нагрузок появляются сколы и трещины, так как выступа ощая часть зубка не защищена телом шарашки, Цель изобретения — повышение долговечности долота за счет более высокой п рочности калибрующих зубков.

Указанная цель достигается тем, что узел обнажения зубков выполнен в виде Я кольцевой полости, расположенном на об- - (Л ратном конусе от точки пересечения зубка с наружной поверхностью конуса в сторону (Я вращения шарашки под углом у к поверхности конуса, определяемым из выражения р, где! — длина зубка;

S — расстояние от края полости до оси зубка;

0,1 — коэффициент прочности крепления зубка.

1712575 причем, ось симметрии полости расположена перпендикулярно образующей обратного конуса.

Наклонные цилиндрические пазы делаются с целью увеличения обнаженных 5 режущих кромок цилиндрических твердосплавных зубков, которые в значительной степени улучшают калибровку стенок скважины и с целью увеличения прочности их крепления. Выполнены цилиндрические па- 10 зы с наклоном в направлении, перпендикулярном образующей обратного конуса, развернутого на угол to, Пазы наклонены к оси зубка под углом у.

Угловая коорДината 1 для центровой 15 .окружности, на которой расположены твердосплавные зубки, определяется известным способом.

Угол у и смещение оси цилиндрических пазов относительно оси твердосп- 20 лавного зубка должны обеспечивать обнажение граней зубка с таким расчетом, чтобы обнажение зубка со стороны соприкосновения со стенкой скважины был максимально возможным (0,5 — 3 мм), в 25 зависимости от диаметра зубка, а с противоположной стороны — минимальным (Π— 1 мм). Это условие достигается наклоном пазов, угол наклона рассчитывается по укаэанной формуле, 30

В шарошечных долотах на обратных конусах шарошек для калибровки стенок скважины применяются в основном трудносплавные зубки, имеющие цилиндрическую форму с плоской рабочей поверхностью 35 формы Г54 ГОСТ 880-75.

Величина 5 = R+ {О-2) мм, где R — радиус зубка.

Для определения зависимости ! 40

y = arctg 0,1 — проведены следующие

s. расчеты. Основным условием при расчете было такое требование, чтобы при определении угла у величина одностороннего обнажения (обозначим ее условно К) не 45 должна превышать 0,5 — 3 мм, причем величина обнажения зубка должна увеличиваться с увеличением. диаметра и высоты зубка.

Из ГОСТ 880-75 были использованы основные размеры зубков: длина i и радиус R. 50 Затем определялась величина s, причем пределы были увеличены до + 2мм, и в дальнейшем по величине з определялся угол у, Наиболее приемлемые углы у получаются при использовании величины s, у 5 которой предел колеблется Π— 2 мм, т. е.

s = R+-(0...2). В этом пределе угол у = 4,7—

110. При использовании предела от 0 до -2 — угол g- 11 — 76, что не приемлемо.

Аналогичный расчет произведен для определения величины К, при этом использовались величины угла у .Величина К наиболее приемлема при использовании предела Π— 2 мм. Величина обнажения зубка К изменяется 0,4 — 1,6 мм в зависимости от его диаметра. что вполне приемлемо и подтверждается экспериментальными работами, При расчете угла у использован коэффициент 0,1, который наиболее приемлем, При использовании коэффициента 0,2 угол у увеличивается вдвое и резко увеличивается величина обнажения зубка К, что в значительной степени повлияет на надежность крепления зубка; при использовании коэффициента, равного 0,05, обнажение зубка настолько уменьшается, что теряется эффективность использования, Длина полости должна иметь такую величину, чтобы при размещении скважинообразующих зубков, днс этих зубков должно, отстоять от края полости на 1 — 1,5 мм. В противном случае произойдет ослабление крепления скважинообразующих зубков.

При шахматном порядке расположения их относительно калибрующих зубков длина полости ограничивается пространством между двумя скважинообразующими зубками.

На фиг. 1 изображена шарошка долота; на фиг. 2 — вид А на фиг, 1; на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг. 2.

Буровое шарашечное долото состоит из шарошек 1 и лап 2, Шарошке 1 на обратном конусе 3 расположены твердосплавные зубки 4, которые находятся в пазах 5.

Цилиндрические пазы 5 развернуты относительно оси 6 шарошки на величину угловой координаты to. Ось цилиндрического паза 5 перпендикулярна образующей обратного конуса.

Кроме того, пазы 5 наклонены к оси твердосплавного зубка, под углом у. Ось зубка смещена от края паза на величину

s= R+ (0-2) мм, где R —; Io— смещение осей шарошки и долота.

Долото работает следующим образом, Шарошки перекатываются по забою, в процессе вращения долота, разрушают породу, формируя скважину. При этом калибрующие зубки, расположенные в кольцевой полости, способствуют интенсивному формированию стенок скважины, за счет допол5 нительных режущих кромок, При этом зубки., надежно удерживаются при работе.

Наличие дополнительной полости снижает моментоемкость шарошек, исключая торможение ее за счет уменьшения площади со1712575 зубков с наружной поверхностью конуса в сторону вращения шарошки под углом ) к поверхности конуса, определяемым из выражения прикосновения тела шарошки со стенками скважины, улучшая при этом процесс резания. у = агсто0,11/s, Фаад

Редактор И.Сегляник Техред М.Моргентал Корректор G.Кравцова

Заказ 518, Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Формула изобретения 5

Буровое шарошечное долото, содержащее лапы, прикрепленные к лапам шарошки с обратным конусом, расположенные на ебратном конусе шарошки калибрующие твердосплавные зубки с режущей кромкой и 1.0 узел обнажения режущей кромки, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности долота за счет более высокой стойкости калибрующих зубков, узел обна-, жения зубков выполнен в виде кольцевых 15 полостей, расположенных на обратном конусе вокруг зубков от точки пересечения

2 где t — длина зубка;

s — расстояние от начала полости до оси зубка;

0,1 — коэффициент прочности крепления зубка, причем ось симметрии полости расположена перпендикулярно образующей обратного конуса. а зубки в диаметральной плоскости установлены заподлицо с наружной поверхностью конуса.

ЮИ

Буровое шарошечное долото Буровое шарошечное долото Буровое шарошечное долото 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить эффективность работы стенда путем приближения работы инструмента к естественным условиям за счет обеспечения моделирования работы вставок в режиме шарошечного бурения увеличением количества задаваемых режимных параметров работы стенда

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано в буровых долотах для любых способов бурения

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при шарошечном бурении взрывных или разведочных буровых скважин на горных предприятиях, которые осуществляют разработку полезных ископаемых с взрывным обрушением горных пород

Изобретение относится к буровой технике, а именно к одношарошечным буровым долотам

Фрезер // 1808975

Группа изобретений относится к области буровой техники и может быть использована в буровых долотах, предназначенных для бурения скважин. Обеспечивает уменьшение энергоемкости породоразрушения и повышение эффективности бурения. Шарошечное долото с твердосплавным вооружением шарошек содержит корпус и подвижно закрепленные на цапфах лап шарошки, венцы которых армированы зубками со сходящимися лезвиями на породоразрушающей поверхности и с цилиндрическим хвостовиком, коническую присоединительную резьбу для присоединения к бурильной колонне, систему промывки забоя. Рабочая головка зубков выполнена с тремя или четырьмя клиновидными лезвиями. Расположение зубков на теле шарошек и параметры их формы выбраны по результатам исследований, проводимых с целью выявления наилучших показателей одновременно с точек зрения единичного породоразрушения при вдавливании в породу, с точки зрения динамики работы на забое, а также с точки зрения стойкости зубков в бурении. 2 н.п. ф-лы, 16 ил.
Наверх