Буровое шарошечное долото для бурения взрывных скважин

 

Изобретение относится к долотостррению. Цель - повышение ресурса долота и обеспечение равностойкости опор за счет улучшения режима их охлаждения. Буровое шарошечное долото 1 содержит шарошки 13 с вооружением. Шарошки 13 смонтированы посредством подшипников на лапах 7. В лапах 7 выполнены продувочные каналы 3 одинакового диаметра. Долото снабжено втулками 4, установленными в продувочных каналах. Выполнены втулки с внутренними диаметрами, определяемыми по формуле (Zn/ZMaKc), где den - диаметр втулки в продувочном канале лапы 7 n-й шарошки; dk - диаметр продувочных каналов 3 в лапах; Zn - количество зубков n-й шарошки; 2макс количество зубков на максимально оснащенной шарошке. Осуществление продувки через втулки 4 с внутренними каналами 3, различными по диаметру, обеспечивает неодинаковый режим охлаждения каждой из опор. Нагрев их во время работы неодинаков . Поэтому износ опор долота будет неравномерным, что позволяет повысить стойкость опоры долота. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 10/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4768913/03 (22) 09.10.89 (46) 29.02.92. Бюл. М 8 (71) Специальное конструкторское бюро по долотам (72) С.П. Баталов, Ю.А. Туманов и А.В. Торгашов (53) 622.24.051(088.8) (56) Палий П.А. и др. Буровые долота. М.:

Недра, 1971, с, 21.

Масленников И.К. и др. Инструмент для бурения скважин, М,: Недра,.1981, с. 37. (54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО (57) Изобретение относится к долотостроению. Цель — повышение ресурса долота и обеспечение равностойкости опор за счетулучшения режима их охлаждения. Буровое шарошечноедолото1 содержит шарошки13

Изобретение относится к долотостроению, в частности к буровым шарошечным долотам для бурения взрывных скважин с

1 охлаждением опор и очисткой забоя продувочным агентом.

Известны конструкции буровыхтрехшарошечных долот для бурения взрывных скважин, у которых охлаждение каждой опоры осуществляется через канал, просверленный в лапе долота из центральной полости к цапфе с выходом в отверстие пбд замковый палец и далее на беговые дорожки цапфы. Диаметры каналов у лап одинаковы и составляют 10 — 14 мм в зависимости от диаметра. долота.

Недостатком указанных долот является то, что равенство диаметров продувочных

„, Ы„„171б070 А1 с вооружением. Шарошки 13 СМонтированы посредством подшипников на лапах 7, В лапах 7 выполнены продувочные каналы 3 одинакового диаметра. Долото снабжено втулками 4, установленными в продувочных каналах. Выполнены втулки с внутренними диаметрами, определяемыми по формуле

den=de(Zn/2макс) где dan — диаметр втулки в продувочном канале лапы 7 и-й шарошки; dk— диаметр продувочных каналов 3 в лапах;

Zn — количество зубков п-й шарошки; 2макс— количество зубков на максимально оснащенной шарошке. Осуществление продувки через втулки 4 с внутренними каналами

3, различными по диаметру, обеспечивает неодинаковый режим охлаждения каждой из опор. Нагрев их во время работы неодинаков. Поэтому износ опор долота будет неравномерным, что позволяет повысить стойкость опоры долота. 2 ил, каналов обеспечивает одинаковый режим охлаждения каждой из опор. Кроме того, не учитывается при этом работа каждой щарошки.

Известны также конструкции буровых трехшарошечных долот для бурения взрывных скважин, имеющие наклонные отводные продувочные каналь(, по которым подводится газообразный агент к элементам опор для их охлаждения..Эти каналы просверливаются в лапах и цапфах долота и соединяются с открытой полостью присоединительной головки. Из этой же полости выходит основной центральный канал, через который под давлением к забою и под шарошки долота подается очищающий агент. Поперечные сечения этих каналов

171 просверливаются так, чтобы они удовлетворяли,следующему соотношению

6070 4 другой шарошкой, определяется из соотно шения где d -диаметр продувочного канала в каждой лапе:

D — диаметр центрального канала.

Недостатком указанных долот является . то, что в данном случае не учитывается характер работы вооружения и то, что нагрев каждой из опор во время бурения неодинаков из-за различия выполняемой работы каждой из шарошек, так как вооружение каждой из шарошек различно.

Целью изобретения является повышение ресурса шарошечного долота и равностойкости опор за счет улучшения режима их охлаждения, Указанная цель достигается тем, что каналы во всех лапах выполнены максимально возможно диаметра, а на их входах со стороны ниппеля долота устанавливаются

- втулки с различНыми диаметрами внутренних сечений.

Анализ характера износа опор отработанных долот показывает, что их износ в каждой из трех секций, включающих лапу и шарашку, неодинаков. Износ (темп износа). опоры каждой из секций долота определяется либо путем осмотра отработанных долот, либо (на этапе проектирования) с помощью известных методов, позволяющих оценить нагруженность отдельных шарошек и их опор в долоте, например, с помощью методики расчета кинетических характеристик шарашечных долот, В этом случае наиболее нагруженной является опора шарошки, имеющей минимальные значения удельной объемной работы разрушения породы, которая зависит от количества венцов и зубков на той или иной шарашке, формы зубков, их вылета над телом LUBpoLUки и т.д. Поэтому нагрузки, .воспринимаемые опорами, и соответственно их износ различны; Различна и температура у каждой шарошки, а.значит. необходимо и различное количество охлаждающего агента для каждой опоры. Как правило, наиболее нагруженная шарошка имеет максимальное количество твердосплавных зубков или фрезерованных зубьев. Если принять за Doaa— внутренний диаметр втулки, установленной на входе продувочного канала в лапе, на опоре которой размещена шарошка, вооружение которой выполняет минимальную объемную работу разрушения, то внутренний диаметр втулки, установленной на входе продувочного канала в лапе с любой

Хп

Dn= Обзз Х вЂ”,, абаз

5 где Dï — внутренний диаметр канала втулки,, установленной на входе продувочного кана ла в лапе для и-шарошки;

Da» — внутренний диаметр втулки, уста новленной на входе базового продувочного

T0 канала в лапе, на опоре которой смонтиро, вана шарашка с вооружением, выполняю щим минимальную объемную работу, разрушения п — суммарное количество зубков на

15 венцах и-й шарошки;

Ъзэ — суммарное количество зубков на венцах базовой шарашки.

Как показывает анализ конструкций долот типов Т, К, ОК, Т3, ТКЗ в размере

20 Хп, 190,5 — 2б9,9 мм, соотношение, составляет 1,15 — 1,4.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое долото

25 отличается тем, что диаметры каналов втул, ки каждой из лап должны быть выбраны, различными, причем наиболее нагруженной шарашке должен соответствовать макси мальный диаметр внутреннего продувочно30 го канала втулки.

На фиг. 1 показано шарошечное долото, общий вид; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. t.

Шарошечное долото 1 имеет внутреннюю полость 2, из которой просверлены три

35, канала 3 с установленными в них втулками

4, выходящие в каждой лапе 5 в отверстие, под замковый палец 6. В цапфе лапы 7 выполнены отверстия 8 для подачи охлаждающего агента к элементам опоры 9 — 11 с

40 выходом его через кольцевое пространство

12. Шарошки 13 имеют твердосплавные зубки 14 (или фрезерованные зубья).

При работе долота 1 в процессе бурения скважины продувочный агент подается в по45 лость 2, далее проходит через втулки 4 по каналам 3 к каждой лапе 7, в которой выполнены отверстия 8, и через них поступает к элементам опоры 9 — 11 с выходом через кольцевое пространство 12. Осуществление

50 продувки через втулки с внутренними каналами, различными по диаметру, обеспечивает и неодинаковый режим охлаждения каждой из опор, так как нагрев их во время работы неодинаков, зависит от выполняе55 мой работы каждой из шарошек 13. Поэтому износ опор долота во время работы будет равномерным.

Использование изобретения позволяет повысить стойкость опоры долота с продув-1 716070

Формула изобретения

25

72 т1

1Ф

Дар g

45 50

Составитель Д,Бильская

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Редактор 3.Ходакова

Заказ 591 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

5 кой охлаждающим агентом s 1,5 раза, что составит экономию на одно долото приблизительно 40 руб. При годовой программе долот с продувкой в 100000 ш1, экономический эффект составит 4000000 руб. 5

Буровое шарошечное долото для бурения взрывных скважин, включающее ша- 10 рошки с вооружением, смонтированные посредством подшипников на лапах, в которых выполнены продувочные каналы одинаковогодиаметра, отл ича ющееся тем, что, с целью повышения ресурса долота и 15 обеспечения равностойкости опор за счет улучшения режима их охлаждения, оно снабжено втулками, установленными в продувочных каналах и выполненных с внутренними диаметрами, определяемыми по формуле

Zn овып=бк

2иакс

dâï — диаметр втулки в продувочном канале лапы и-й шарошки; бк — диаметр продувочных каналов в лапах;

Zn — количество зубков и-й шарошки;

Zwa c — количество зубков на максимально оснащенной шарошке.