Буровое шарошечное долото

 

Изобретение относится к нефтяному, геологоразведочному и нефтепромысловому машиностроению. Цель - повышение долговечности долота за счет возможности уменьшения заклинивания шарошек. Буровое шарошечное долото содержит лапы 1 с цапфами. Шарошки 4 установлены на цапфах посредством подшипников 3. Периферийные фрезерованные зубья имеют площадки притупления (ПП). Зубья 8 выполнены с дополнительными ПП 10, расположенными на конце зуба 8 со стороны оси долота. Ширина ПП не превышает ширины площадки фрезерованных зубьев 8. При перекатывании шарошек 4 происходит разрушение забоя. Реакция от ударной нагрузки Р действует через ПП 10 и оказывает действие на замковый стержень 7, который прижимается к стенкам канала 6 и препятствует перемещению стержня вдоль оси канала . Вероятность заклинивания опоры сводится к минимуму. Долговечность долота повышается. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 10/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.и

1б

/ (л)

Сл)

1

/У

С( .//

3 д и

0(К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752723/03 (22) 23.10.89 (46) 15,05.92. Бюл. 3Ф 18 (75) В.Г.Смирнов, В.C.TðàBêèí и Б.П.Филатов (53) 622.24.051.55(088.8) (56) Палий П.А., Корнеев К.Е. Справочник

Буровые долота, — М.: Недра, 1971, с.161. (54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО (57) Изобретение относится к нефтяному, геологоразведочному и нефтепромысловому машиностроению. Цель — повышение долговечности долота за счет возможности уменьшения заклинивания шарошек. Буровое шарошечное долото содержит лапы 1 с цапфами. Шарашки 4 установлены на цап„„. Ж„„1733618 А1 фах посредством подшипников 3. Периферийные фрезерованные зубья имеют площадки и ритупле ния (П П). Зубья 8 выполнены с дополнительными ПП 10, расположенными на конце зуба 8 со стороны оси долота. Ширина ПП не превышает ширины площадки фрезерованных зубьев 8.

При перекатывании шарошек 4 происходит разрушение забоя. Реакция от ударной нагрузки Р действует через ПП 10 и оказывает действие на замковый стержень 7, который прижимается к стенкам канала 6 и препятствует перемещению стержня вдоль оси канала. Вероятность заклинивания опоры сводится к минимуму. Долговечность долота повышается, 1 ил.

1733618

15

Изобретение относится к нефтяному, геологоразведочному и нефтепромысловому машиностроению, а более конкретно к конструкциям буровых шарошечных долот, применяемых при бурении скважин различного назначения.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее лапы с цапфами, шарошки, установленные на цапфах посредством подшипников, периферийные фрезерованные зубья с площадками притупления, расположенные на шарошках, и замкового стержня, установленного в канале для закатки шаров в шарикоподшипник. При этом образующая площадки притупления периферийного фрезерованного зуба и ось замкового стержня расположены по отношению к перпендикуляру, опущенному на ось долота, под острыми углами.

Недостатком данной конструкции является то, что угол между образующей площадки притупления с перпендикуляром, опущенным на ось долота, и угол наклона оси замкового стержня по отношению к этому перпендикуляру не равны между собой. А это приводит к тому, что реакция от ударной нагрузки, воздействующая на периферийные фрезерованные зубья, распространяется в направлении, перпендикулярном к образующей площадки притупления зуба и воздействует таким образом на замковый стержень. А так как углы образующей площадки притупления зуба и угол наклона оси замкового стержня по отношению к перпендикуляру, опущенному на ось долота, не равны, то происходит разложение реакции ударной нагрузки на две составляющие, одна из которых направлена вдоль оси замкового стержня, а другая — перпендикулярно к нему. Составляющая, которая направлена вдоль оси замкового стержня, стремится сместить его вдоль канала. В результате происходит демонтаж запорного устройства, заклинка шарошки и раскол шаров. Долговечность долота резко падает. Даже при незначительной реакции ударной нагрузки, равной 1000 кг, и разности углов, составляющих 1, нагрузка на стержень будет

К = P sin1 = 1000 0,175 = 17,5 кг.

Это импульс от одного удара. 3а один оборот шарашки таких импульсов будетувеличено на число зубьев периферийного ряда. Такая частота воздействия значительно увеличивает вероятность эаклинки шарошки.

Ближайшим из известных технических решений к предлагаемому является буровое шарошечное долото, у которого близлежащие к периферийному ряду зубья основного

55 конуса имеют образующую площадки притупления, которая совместно с перпендикуляром, опущенным на ось долота, образует угол, по своей величине близкий к углу наклона оси замкового стержня к тому же перпендикуляру. Однако даже незначительная разность в углах (как показывает приведенный расчет), которая наблюдается в данном устройстве, приводит к образованию значительных усилий, воздействующих на замковый стержень, заставляя его сдвигаться.

Причем сдвиг как в сторону замкового шара, так и в обратном направлении приводит к. заклинке шарошки.

Цель изобретения — повышение долговечности долота за счет возможности уменьшения заклинивания шарошек.

Указанная цель достигается тем, что фрезерованные зубья периферийного ряда выполнены с дополнительными площадками притупления, расположенными на конце зубьев со стороны оси долота, длина каждой из которых не более длины, ограниченной с противоположной стороны перпендикуляром, опущенным на ось замкового стержня в месте его пересечения с поверхностью лапы. Дополнительные площадки притупления параллельны оси замкового стержня, причем ширина каждой из них не превышает ширины площадки фрезерованного зуба, Такое конструктивное решение позволит направить реакцию от ударной нагрузки, воздействующей на периферийный ряд, перпендикулярно оси канала, в котором расположен замковый стержень. Таким образом, исключается осевая составляющая, воздействующая на замковый стержень, и стержень от реакции ударной нагрузки будет прижиматься к стенкам канала, исключается возможность перемещения замкового стержня вдоль оси, а следовательно вероятность заклинки уменьшается, долговечность долота увеличивается.

Ка чертеже изображено буровое шарошечное долото.

Буровое шарошечное долото состоит из лап 1, на цапфах которых на подшипниках 2 скольжения и замковом шарикоподшипнике 3 смонтированы шарошки 4. Шарики 5 закатываются в шарикоподшипник 3 через канал 6, в который после монтажа подшипника 3 вставляется замковый стержень 7, На фрезерованных зубьях 8 периферийного ряда со стороны оси долота 9 выполнены площадки 10, Углы наклона площадок и оси 11 канала 6 к перпендикуляру 12, опущенному на ось долота 9, равны, направление углов одинаково. Длина площадки 10 должна не превышать длины, ограниченной со стороны оси долота 9 оконечностью зуба 13, а с

1733618 Формула изобретения

Буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, шарошки, установленные на цапфах посредством подшипников, 5 периферийные фрезерованные зубья с площадками притупления, расположенные на шарашках, и замковый стержень, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности долота за счет уменьшения

10 заклинивания шарошек, зубья шарашки выполнены с дополнительными площадками притупления, расположенными на конце зубьев со стороны оси долота, длина каждой из которых не более длины, ограниченной с

15 противоположной стороны перпендикуляром, опущенным на ось замкового стержня в месте его пересечения с поверхностью лапы, и параллельными оси стержня, причем ширина каждой площадки притупления

20 не превышает ширины площадки фрезерованного зуба. другой стороны — перпендикуляром 14, восстановленным к площадке 10, из точки 15 пересечения оси 11 канала с образующей 16 задней спинки лапы долота. Реакция от ударной нагрузки P направлена перпендикулярно к оси 11 канала 6.

Долото работает следующим образом.

При перекатывании шарошек по забою происходит разрушение последнего. Реак-. ция от ударной нагрузки Р, действуя через площадку 10, оказывает действие на замковый стержень 7, который прижимается к стенкам канала 6.

Таким образом, препятствуется перемещение стержня вдоль оси канала, так как составляющей силы, направленной вдоль его оси, не существует и вероятность заклинки опоры сводится к минимуму, долговечность долота повышается.

30

40

50

Составитель В. Смирнов

Редактор М. Кобылянская Техред M.Ìàðãåíòàë Корректор Т.Палий

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

Заказ 1647 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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