Шарошечное долото
Использование бурение скважин при открытой разработке месторождений полезных ископаемых Сущность изобретения: шарошечное долото содержит лапы 1 с полой ниппельной частью 2 и канэпами 3 продувочное ыгло 4, втулку 6 с конусным отражателем 8 в виде воронки, боковыми окнами 7 и обратным клапаном. Конусный отражатель 8 установлен в ниппельной полости 2 долота с зазором относительно втулки 6 и соединен сней с возможностью установочных радиального и продольного относительно оси втулки перемещений посредством упругой связи. ил
(19) КЯД (11) (51) 5 Е21В10 24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
ЬЭ
CO
CO
ЬЭ (.М
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5036783/03 (22) 09.04.92 (46) 15.10.93 Бюл. Иа 37 — 38 (71) Соколовско-Сарбайское горно-промышленное объединение (72) Выползов Б.М.; Исаченко О.С.. Сердюк И.И.;
Харин ВА; Мухамедиев Ю.К.; Поланский ГА; Павлов
ЮА (73) Соколовско-Сарбайское горно-промышленное объединение (54) ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО (57) Использование: бурение скважин при открьпой разработке месторождений полезных ископаемых
Сущность изобретения: шарошечное долото содержит папы 1 с полой ниппельной частью 2 и каналами 3, продуво « „эе сало 4, втулку 6 с конусным отражателем 8 в виде воронки, боковыми окнами 7 и обратным клапаном Конусный отражатель 8 установлен в ниппельной полости 2 долота с зазором относительно втулки 6 и соединен сней с возмож— ностью установочных радиального и продольного относительно оси втулки перемещений посредством упругой связи. 2 ил.
2001235
10
50
Изобретение относится к породораэрушающим инструментам, B частности к шарошечным долотам для бурения скважин с чисткой забоя воздушно-водяной смесью, Известно шарошечное долото, содержасцее лапы с нипельной частью и каналами дг« подачи охлажденного агента в опоры шарошек, центральное продувочное сопла, с установленной в нем втулкой с боковыми окнами, конусным отражателем и обратным клапаном.
Hpäoñòàòêðì известного долота является его ограниченное применение и невозможность использования r Более полно решена задача защиты опор шарошечного долота or попадания в < их воды при бурении с воздушно-водякы« агентом в яаро«<ечном долоте, содержаL „ åì <апы с ниппелы<ой <ас<ь о и каналами, сообщающимися с полостями опор шарошек, продувочное сопло. в верхней части которого закреплена втулка с конусным отражателем в виде воронки, боковыми окнами и обратным клапаном. Указанное долото теоретически решает задачу защиты опор от попадания в них воды, практически имеет повышенный по сравнению с другими долотами срок службы. однако не лишено и недостатков. Конусный отражатель в виде воронки не обеспечивает гарантированно<о перекрытия внутренней поверхности ниппельной полости долота. Несоосность продувочного сопла, втулки и ниппельной полости может достигать в реальных шарошечных долотах достаточно больших величин, вследствие чего конусный отражатель не будет перекрывать всего сечения ниппельной полости. Следует заметить, что большая часть воды воздушно-водяного агента, двигающегося внутри буровой штанги сосредоточена у периферии потока, т.е, у стенок штанги. Вода стекает по стенкам штанги и в случае неплотного перекрытия стенок ниппельной полости долота конусным отражателем попадает в опоры шарошек, отрицательно влияя на их долговечность, Следовательно, для того, чтобы обеспечить наиболее полную защиту шарошек от попадания воды, следует решить з;.дачу концентрического расположения конусного отражателя выполненного в виде воронки в ниппельной полости долота при любых имеющих место в реальных долотах несоосностях продувочного сопла, втулки и ниппельной полости. Пути решения данной задачи могут быть различными. В частности, повышение требований к допускам на несоосность указанных выше деталей. Это приведет к усложнению технологии изготовления долот и повысит их сгоимость, Возможны и другие пути решения задачи. По нашему мнению наиболее оптимальный путь решения указанной зад:. <и предла ается в заявляемой конгтрукции шарошечного долота, Реализация этого пути позволит обеспечить технологический результат — гарантированное перекрытие сечения ниппельной полости конусным отра.кателем. Укаэанный технический результат достигае<ся тем, что в <;звестном долоте, содержлщ< м лапы с палой ниппельной частью и каналами, сообща<ащимися с полостями опор шарошек, продувочное сопло, в верх«ей <асти которого эакрепле«а втулка с конусным отра>кат..лем B виде воронки, ооl,о .ь<< "и окнами и об >а I << ым <
Подобное конструктивное выполнение долота кроме достижения основного технического результата — гарантированного перекрытия сечения ниппельной полости конусн ым отражателем — обеспечивающего отделение воды из потока воздушно-водяного агенлга и направления ее через продувочное сопло на забой скважины, минуя опоры долота, позволит уменьшить аэродинамическое сопротивление долота, т.к. поток воздуха попадает в ниппельную полость через кольцевой зазор между конусным отражателем и втулкой, сечение которого больше сечения отверстий выполненных на поверхности конусного отражателя в прототипе. На фиг, 1 представлен фрагмент заявленного долота с положением его деталей при отсутствии подачи воздушно-водяного агента; на фиг. 2 — при подаче воздушно-водяного аге«та. Шарошечное долото содержит лапы 1 с полой ниппельной частью 2 и каналами 3, сообщающимися с полостями опор шаро2001235 55 шек (на ертежах не показаны). продувочное сопло 4, установленное в полости 5 ниппельной части 2. В верхней части продувочного сопла 4. например на резьбовом соединении, закргплена втулка б с боковыMè окíàгли 7, конусным отражателем 8 и обратным клапаном, состоящим из сегментных вкладышей 9, установленных на осях 10 с возможностью перемещения вдоль последних и последовательного закрытия или откры гия боковых окон 7 и сегментных отверстий 11, выполненных в верхней части втулки 6, под действием пружины 12 и давления воздушно-водяного агента, подаваемого в долото в процессе бурения, Конусный отражатель 8 выполнен в виде усеченного конуса и установлен в полости 5 ниппельной части 2 долота с зазором относительно втулки б и соединен меньшим диаметром с втулкои 6 посредство л упругой связи, например пружинами 13, с возмо>1;н<>сть<о радиального и продольного относительно втулки перемещения. В исходном Г!Сложении ДО на4ала про цесса бурения или отсутствии подачи воздушно-водяного агента в шарошечное долото сегментные вкладь<ши 9 обратного клапана под действием пружин 12 перекрыва<от боковые окна!1 сегментные QTL åðñòèÿ 11 втулки 6, изолируя полость 5 долота, а СЛЕДОВатЕЛЬнО, И ОПОРЫ L 5 ниппелы<ОЙ части 2 долота, гарантированно перекрывает внешние стенки полости 5, по которым может поступ-òü вод,а в полость 5 и далее в опоры шарошечного долота, За счет радиального выполнения втулки 6 и конусного отра:кателя 8 и установки их в полости ниппельной части долота с зазором относительно друг друга поток воздушноводяного агента проходит в полость 5 по Формула изобретения шАРОшечнОе дОДОГО, содержащее лапы с полой ниппельной частью и каналами, сoобщающимися с полостями опор шарошек, продувочное сопло, верхней части которого закреплена втулка с боковыми окнами, обратным клапано1л и конусным отражателем в виде воронки, расположен5 45 значительно большему сеченик> следовательно. аэродинамическое сопротивление долота снижается. Шарошечное долого работает следующим образом. В процессе бурения поток воздушно-водяного агента при входе в шарошечное долото встречает на своем пути конусный отражатель 8, Частицы воды кпн <ентпирчются на внутренней поверхности конусного от <жателя 8 и стекают через его леньши<< диаметр и сегментные отверстия 11 в верхней части втулки 6 и попадают в продувочное сопло 4, минуя полость 5, а следовательно и опоры шарошек. Частично очищенный от воды воздух проходит в кольцевой 333ор между хонусным отражателем 8 и втулкой б в полость 5 и через боковые окна 7, воздействует на боковые поверхности сегментных вкладышей 9, перемещая их вдоль осей 10 к иентпальнпй продольной оси втулки б и сжимая пру>кинь: 12. Г1ри этом сегlëåíòíûå отверстия 11, выполненные в верхней части втулки б, открыва<отся и частицы воды, сконцентрировавшиеся внутри конусного отражателя 8, поступают через втулку 6 и продувочное сопло 4 на забой суважинь<. IdcT! ÷ío очищенный воздух иэ полости 5 ниппельной части 2 через каналы 3 одновременно поступит в полости опор шарошек, создав благоприятные условия для их работы, При прекращении подачи воздушноводяного агента в шарошечное долото сегментные вкладыши 9 обратного клапана под действием пружин 12 переместятся вдоль осей 10 и перекро<от боковые окна 7 l1 сегментные отверстия 11 втулки б, изолируя полость 5 ниппепьной части 2 и Опоры шарошек от попадания бурового шлама. (56) Авторское свидетельство СССР N: 947380, кл. Е 21 В 10/24, 1984. Авторское свидетельство СССР N 1177439, кл, Е 21 В 10/24, 1985. ным в полости ниппельной части, отличающееся тем, что конусный отражатель установлен с зазором относительно втулки и соединен с ней с возможностью радиального и продольного, относительно оси втулки, перемещений посредством упругой связи. 2001235 Составитель А, Скалунов Техред М.Моргентал КоРРектоР А.Обручар Редактор Л. Волкова Заказ 3118 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
