Буровое шарошечное долото
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам. Технический результат - повышение эффективности работы долота за счет обеспечения равномерной загрузки всех его шарошек и повышение проходки. Буровое шарошечное долото включает корпус и конические самоочищающиеся шарошки, основные и обратные конуса которых армированы породоразрушающими элементами. Особенностью долота является то, что при использовании шарошек с породоразрушающими элементами на периферийных венцах, шаг между которыми отличается не более чем на 20%, суммарное количество породоразрушающих элементов на основном и обратном конусах всех шарошек выбрано одинаковым, при этом основные конуса всех шарошек выполнены с одинаковым количеством венцов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам.
Известно буровое шарошечное долото, включающее корпус и одноконусные шарошки с зубчатыми венцами (см. Корнилов К.Б. и Палий П.А. Буровые долота. М.: Недра, 1965 г., с.104-106, долото,«2В-4АТ).
Недостатком этого долота является малый ресурс его опоры из-за неполного использования имеющегося объема для данного диаметра долота, а именно из-за применения несамоочищающихся шарошек.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее корпус и конические самоочищающиеся шарошки, основные и обратные конуса которых армированы породоразрушающими элементами (см. патент РФ № 2215111, кл. E21B 10/16, 2003 г.)
Данное долото благодаря более мощной опоре обеспечивает более полную отработку вооружения, что повышает общий ресурс работы всего долота.
К недостаткам данного долота относится неравномерный выход вооружения и опоры разных шарошек из строя, что связано с различной вооруженностью шарошек. Это приводит к различным удельным нагрузкам на породоразрушающие элементы шарошек и их опоры и как следствие этого - к преждевременному выходу наиболее нагруженных венцов и опорных элементов шарошек.
В связи с изложенным технической задачей изобретения является повышение эффективности работы долота за счет обеспечения равномерной загрузки всех его шарошек и повышения проходки.
Поставленная техническая задача решается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем корпус и конические самоочищающиеся шарошки, основные и обратные конуса которых армированы породоразрушающими элементами, согласно изобретению при использовании шарошек с породоразрушающими элементами на периферийных венцах, шаг между которыми отличается не более чем на 20%, суммарное количество породоразрушающих элементов на основном и обратном конусах всех шарошек выбрано одинаковым, при этом основные конуса всех шарошек выполнены с одинаковым количеством венцов.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема развертки и вооружения шарошек предложенного долота.
Буровое шарошечное долото содержит корпус (не показан), конические самоочищающиеся шарошки 1, основные и обратные конуса 2 и 3 которых армированы породоразрушающими элементами 4 и 5 в виде твердосплавных вставок или фрезерованных зубьев. При этом шаг между породоразрушающими элементами на периферийных венцах всех шарошек 1, выбираемый с учетом исключения рейкообразования на забое скважины, отличается не более чем на 20%. В предложенном долоте вооружение всех шарошек 1 выполнено. таким образом, что общее количество породоразрушающих элементов 4 и 5 на основном и обратном конусах 2 и 3 у всех шарошек 1 одинаково. При этом расчет количества зубков 4 на основном конусе 2 ведется с учетом исключения рейкообразования, а в случае их разного количества на основных конусах 2 разных шарошках 1 компенсация идет за счет зубков 5 на обратных конусах шарошек 3. Наиболее рациональным является выполнение основных конусов 2 шарошек 1 с одинаковым количеством венцов 6 (на представленном чертеже шарошки 1 имеют пять венцов 6), хотя это и не является обязательным условием.
Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 4 и 5 осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. При этом благодаря равновооруженности всех шарошек 1 износ их происходит также равномерно, что позволяет максимально использовать весь ресурс вооружения. Одновременно с этим достигается и равнонагруженность опоры, чему способствует также и выполнение шарошек с одинаковым количеством венцов 6. Это обеспечивает упрощение технологии изготовления шарошек и наиболее рациональную схему поражения забоя за счет установки породоразрушающих элементов 4 на всех шарошках 1 с шагом, близким друг к другу на всех шарошках. Благодаря этому, ударная нагрузка распределяется равномерно на все шарошки и опора их изнашивается также равномерно.
Таким образом, применение предложенного долота позволяет повысить проходку и тем самым снизить себестоимость буровых работ.
1. Буровое шарошечное долото, включающее корпус и конические самоочищающиеся шарошки, основные и обратные конуса которых армированы породоразрушающими элементами, отличающееся тем, что при использовании шарошек с породоразрушающими элементами на периферийных венцах, шаг между которыми отличается не более чем на 20%, суммарное количество породоразрушающих элементов на основном и обратном конусах всех шарошек выбрано одинаковым.
2. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что основные конуса всех шарошек выполнены с одинаковым количеством венцов.
