Шарошка бурового долота



Шарошка бурового долота
Шарошка бурового долота
Шарошка бурового долота
Шарошка бурового долота
Шарошка бурового долота
Шарошка бурового долота
Шарошка бурового долота

 


Владельцы патента RU 2452840:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к конструкции буровых шарошечных долот. Шарошка бурового долота включает корпус с опорными поверхностями и венцами, периферийный из которых вооружен твердосплавными вставками с цилиндрическим хвостовиком и рабочей головкой. Рабочая головка вставки периферийного венца выполнена в виде клиновидной призмы, расположенной параллельно оси хвостовика, и выполнена, по меньшей мере, с одной выемкой, ориентированной параллельно оси хвостовика. Каждая периферийная вставка со стороны периферии шарошки снабжена поперечной частью с выступами на наружной поверхности, продольная ось которых расположена во фронтальной плоскости параллельно или под углом к радиусу шарошки, при этом венцы шарошки выполнены с продольными цилиндрическими каналами, сообщенными с наружной поверхностью венца пазами, конгруэнтными наружной поверхности вставок. Применение предложенного технического решения позволяет повысить эффективность разрушения породы и тем самым снизить себестоимость буровых работ. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к конструкции шарошек буровых долот.

Известна шарошка бурового долота, включающая венцы, армированные зубьями с площадками притупления на концевых участках, оснащенными твердосплавными вставками (см. авт. св. СССР №1789007, кл. Е21В 10/16, 1993 г.).

К недостаткам этой шарошки следует отнести ограниченную область ее применения, а также и то, что в некоторых случаях концевая армировка зубьев ведет к усложнению конструкции и неоправданному перерасходу дорогостоящего материала. Так, например, армировка зубьев периферийного венца со стороны оси долота ничем не оправдана, т.к. эти участки даже при обычной армировке имеют вооружение, кратно превышающее вооружение венцов основного конуса, которые и выходят первыми из строя.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является шарошка бурового долота, включающая корпус с опорными поверхностями и венцами, периферийный из которых вооружен твердосплавными вставками с цилиндрическим хвостовиком и рабочей головкой (см. патент РФ №2185490, кл. Е21В 10/16, 2002 г.).

К недостаткам данной шарошки бурового долота следует отнести сравнительно низкую эффективность ее работы и сложность конструкции. Эти недостатки связаны со специальной схемой расположения калибрующих зубков на периферийном венце и не одинаковой нагруженностью венцов.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности работы долота путем обеспечения равномерной загрузки венцов шарошки по радиусу долота.

Поставленный технический результат достигается тем, что в шарошке бурового долота, включающей корпус с опорными поверхностями и венцами, периферийный из которых вооружен твердосплавными вставками с цилиндрическим хвостовиком и рабочей головкой, согласно изобретению рабочая головка вставки периферийного венца выполнена в виде клиновидной призмы, между которой и цилиндрическим хвостовиком, расположенным параллельно режущей кромке, выполнена, по меньшей мере, одна выемка, ориентированная параллельно оси хвостовика, причем вставка со стороны стенок скважины снабжена поперечной частью с выступами на наружной поверхности, продольная ось которых расположена во фронтальной плоскости параллельно или под углом к радиусу шарошки, при этом периферийный венец шарошки выполнен с продольными цилиндрическими каналами, сообщенными с наружной поверхностью венца пазами, конгруэнтными наружной поверхности вставок.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- твердосплавные вставки выполнены с конусообразным участком, расположенным между ее поперечной и продольной частями;

- выступы на наружной поверхности вставки в поперечном сечении имеют клиновидную, или трапецеидальную, или прямоугольную, или полусферическую форму.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид породоразрушающей вставки в аксонометрии в увеличенном масштабе, на фиг.2 - вид A на фиг.1, на фиг.3 - вид Б на фиг.2, на фиг.4, 5 и 6 - варианты выполнения выступов, на фиг.7 представлен фрагмент шарошки в поперечном разрезе.

Шарошка бурового долота содержит корпус 1 с опорными элементами 2 в виде подшипников и венцами 3, оснащенными износостойкими породоразрушающими вставками 4 с цилиндрическим хвостовиком 5 и рабочей головкой 6. Рабочая головка 6 периферийного венца 3 выполнена в виде клиновидной призмы и расположена параллельно оси цилиндрического хвостовика 5. При этом, по меньшей мере, с одной стороны породоразрушающей вставки 4 выполнена выемка 7, ориентированная параллельно оси цилиндрической поверхности хвостовика 5. Предпочтительно использование вставок 4 с двухсторонним расположением выемок 7, что гарантирует симметричную нагрузку на узел соединения вставок 4 с корпусом 1. Bce периферийные вставки 4 со стороны стенок скважины снабжены поперечной частью 8 с выступами 9 на наружной поверхности. Продольная ось выступов 9 расположена во фронтальной плоскости параллельно или под углом α к радиусу шарошки, при этом периферийные венцы 3 шарошки выполнены с продольными цилиндрическими каналами 10, сообщенными с наружной поверхностью венца 3 пазами 11. Каналы 10 и пазы 11 в корпусе 1 шарошки имеют форму, конгруэнтную наружной поверхности вставок 4. Твердосплавные вставки 4 выполнены с конусообразным участком 12, расположенным между ее поперечной 8 и продольной частями. Выступы 9 на торцевой поверхности вставки 4 в поперечном сечении могут иметь клиновидную (см. фиг.2), трапецеидальную (см. фиг.5), прямоугольную (см. фиг4), полусферическую (см. фиг.6) или другую форму. Угол наклона - α выступов 9 и форму их поперечного сечения выбирают в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород. При бурении по твердым и абразивным породам предпочтительно использовать выступы 9 с прямоугольным и трапецеидальным поперечным сечением, а при бурении по пластичным породам - выступы 9 с треугольным и полусферическим сечением.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 4 венцов 3 осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. При этом благодаря выполнению рабочей головки 6 периферийного венца 3 в виде клиновидной призмы и расположению ее параллельно оси цилиндрического хвостовика 5 обеспечивается полное перекрытие периферийной части забоя лезвием периферийной вставки 4 шарошки, что значительно упрощает конструкцию шарошки, технологию изготовления и армировки ее по сравнению с использованием многорядного вооружения для периферийных венцов. Предложенная схема расположения хвостовика 5 гарантирует надежное соединение вставок 4 с корпусом 1 даже при наличии значительных ударно-вибрационных нагрузок, что исключает выпадение вставок 4 и тем самым повышает технико-экономические показатели долота в целом. Наличие поперечной части 8 позволяет увеличить калибрующую способность шарошек, что имеет особое значение при бурении по твердым и абразивным породам. Этому же способствует и выполнение поперечной части 8 вставки 4 с выступами 9, наклонное расположение которых при наличии большого количества шлама позволяет улучшить эффективность удалять его с забоя скважины. Выполнение вставки 4 с коническим участком 12 позволяет исключить скол поперечной части 8 под действием радиальных нагрузок, направленных со стороны стенок скважины в сторону центра, т.к. при указанном варианте выполнения большая часть радиальной нагрузки воспринимается именно конусообразным участком 12.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод, что применение долот с предложенной конструкцией шарошки позволяет повысить технико-экономические показатели буровых работ и тем самым снизить их себестоимость.

1. Шарошка бурового долота, включающая корпус с опорными поверхностями и венцами, периферийный из которых вооружен твердосплавными вставками с цилиндрическим хвостовиком и рабочей головкой, отличающаяся тем, что рабочая головка вставки периферийного венца выполнена в виде клиновидной призмы, между которой и цилиндрическим хвостовиком, расположенным параллельно режущей кромке, выполнена, по меньшей мере, одна выемка, ориентированная параллельно оси хвостовика, причем вставка со стороны стенок скважины снабжена поперечной частью с выступами на наружной поверхности, продольная ось которых расположена во фронтальной плоскости параллельно или под углом к радиусу шарошки, при этом периферийный венец шарошки выполнен с продольными цилиндрическими каналами, сообщенными с наружной поверхностью венца пазами, конгруэнтными наружной поверхности вставок.

2. Шарошка бурового долота по п.1, отличающаяся тем, что твердосплавные вставки выполнены с коническим участком, расположенным между ее поперечной и продольной частями.

3. Шарошка бурового долота по п.1, отличающаяся тем, что выступы на наружной поверхности вставки в поперечном сечении имеют клиновидную, или трапецеидальную, или прямоугольную, или полусферическую форму.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к конструкции шарошек буровых долот. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к конструкции шарошек буровых долот. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к конструкции шарошек буровых долот. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту преимущественно большого диаметра с твердосплавным или синтетическим алмазным вооружением.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту большого диаметра с твердосплавным или синтетическим алмазным вооружением.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к способу крепления породоразрушающих зубков из твердого сплава или синтетических алмазов в буровом инструменте, преимущественно большого диаметра.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам для бурения наклонных и горизонтальных скважин с управлением кривизной.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к конструкции шарошек буровых долот

Изобретение относится к буровым долотам, а именно к породоразрушающим зубкам буровых долот, предназначенным для разрушения перемежающихся по твердости пород

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

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано при производстве буровых долот, предназначенных для строительства скважин

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Обеспечивает повышение ресурса работы долота, надежное крепление шарошек. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами, на которых установлены шарошки, затылочная часть которых армирована породоразрушающими зубками, причем шарошки закреплены посредством замковых и стопорных элементов, последовательно установленных в радиальных каналах шарошки, совмещенных с кольцевыми канавками цапф. Стопорные элементы выполнены с пазами на боковой поверхности, в которых размещены хвостовики породоразрушающих зубков, закрепленных на затылочной части шарошек. 2 ил.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости, разрушение которых не требует значительных осевых нагрузок. Обеспечивает повышение ресурса работы долота, повышение надежности крепления шарошек на цапфах. Буровое долото включает лапы с наклонными цапфами, на которых установлены шарошки, затылочная часть которых армирована породоразрушающими зубками, причем шарошки закреплены на цапфе посредством фиксаторов, внутренний конец каждого из которых совмещен с кольцевой канавкой цапфы. Каждый фиксатор выполнен в виде ступенчатого единого стержня, причем ступень большего диаметра выполнена с пазом, расположенным на ее боковой поверхности и совмещенным с хвостовиком породоразрушающего зубка, установленного на затылочной части шарошки. Ступень фиксатора большего диаметра может быть выполнена с осевым каналом, в котором закреплен породоразрушающий элемент. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

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.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, применяемому в бурении скважин, а именно к шарошечным долотам. Обеспечивает повышение показателей эффективности работы долота. Шарошечное долото включает шарошки со ступенчатым периферийным вооружением. Соотношение размеров ступеньки и долота определяется как a/b=0,60-0,70, при a/D=0,023-0,032, где: а - ширина ступеньки; b - высота ступеньки; D - диаметр долота. Такое соотношение обеспечивает полное разрушение ступеньки на забое у стенки скважины в процессе ее формирования с минимальными энергетическими затратами, благодаря чему существенно облегчается работа периферийного вооружения и подшипников, снижается их износ, с повышением скорости бурения на 50% и проходки на долото до 80%. 4 ил.

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту шарошечного типа. Шарошечное долото содержит корпус с цапфой, на которой посредством подшипников установлена шарошка с вогнутой сферической вершиной, армированной породоразрушающими зубками. Особенностью долота является выполнение породоразрушающих зубков съемными и с утолщением на хвостовике, при этом вершинная часть шарошки выполнена с каналами для размещения съемных зубков, а торец цапфы - с несколькими концентрическими рядами в виде кулачковых венцов, взаимодействующих с хвостовиками съемных зубцов. При этом кулачковые венцы в продольном сечении имеют трапецеидальную форму, а утолщения хвостовиков выполнены в виде выступов сферической формы. Применение предложенного долота повышает эффективность его работы, особенно при бурении по породам выше средней твердости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх