Буровое долото (варианты)

Изобретение относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту с твердосплавным вооружением. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления долота. Предложенное долото содержит корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с хвостовиками. Особенность заявленного долота по первому варианту заключается в том, что отверстия в корпусе и хвостовики вставок выполнены в вертикальной плоскости соответственно в виде прямого и обратного конусов с углами при вершине 2-20°, при этом образующиеся между их боковыми поверхностями полости имеют в нижней части форму прямого конуса и служат для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью. По второму варианту особенность долота заключается в том, что боковые стенки отверстий в корпусе и хвостовики вставок выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий и торца хвостовиков и образующими совместно тороидальную полость для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту с твердосплавным вооружением.

Известно буровое долото, содержащее корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки (см. авт. св. СССР №446622, кл. Е21В 10/16,1972 г.).

Недостатком данного долота является малая эффективность работы из-за быстрого выхода из строя его вооружения, а недостатком применяемого способа крепления вставок является трудоемкость запрессовки вставок.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с цилиндрическими отверстиями, в которых запрессованы износостойкие вставки с хвостовиками (см. патент США. №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).

В данном долоте благодаря использованию вставок с многогранным хвостовиком обеспечивается высокая надежность крепления их в отверстиях корпуса. Однако данное долото также не лишено серьезных недостатков, основным из которых является сложность технологии изготовления хвостовиков вставок, что неминуемо ведет к удорожанию долот.

С учетом изложенного техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления долота и, как следствие, снижение его стоимости.

Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус с отверстиями, в которых закреплены износостойкие вставки с хвостовиками, согласно изобретению отверстия в корпусе и хвостовики вставок выполнены в вертикальной плоскости соответственно в виде прямого и обратного конусов с углами при вершине 2-20°, при этом образующиеся между их боковыми поверхностями полости имеют в нижней части форму прямого конуса и служат для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус с цилиндрическими отверстиями, в которых закреплены износостойкие вставки с хвостовиками, согласно изобретению боковые стенки отверстий в корпусе и хвостовики вставок выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий и торца хвостовиков и образующими совместно тороидальную полость для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен фрагмент бурового долота по 1-му варианту, на фиг. 2 - узел А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - фрагмент бурового долота по 2-му варианту, на фиг. 4 - узел Б на фиг. 3 в увеличенном масштабе.

Буровое долото содержит корпус 1 с отверстиями 2, в которых посредством втулок 3 из эластичного материала закреплены износостойкие вставки 4 с хвостовиками 5. По первому варианту отверстия 2 в корпусе 1 и хвостовики 5 вставок 4 выполнены в вертикальной плоскости соответственно в виде прямого и обратного конусов с углами при вершине 2-20°. При этом образующиеся между боковыми поверхностями отверстий 2 и хвостовиков 5 полости 6 имеют в нижней части форму прямого конуса и служат для размещения втулок 3 из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью 7, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью 9. Углы при вершине прямых и обратных конусов соответственно отверстий 2 и хвостовиков 5 выполнены равным 2-20°. Величина углов определена расчетным путем с учетом удобства крепления вставок 4. Износостойкие вставки могут изготавливаться как из твердого сплава, так и из других, например алмазосодержащих, смесей. Эластичные втулки 3 могут изготавливаться из полиуритана или других износостойких материалов. Основное назначение втулок 3, кроме крепления втулок 4, это защита вставок 4 от сколов благодаря амортизации ударов. Одновременно с этим применение втулок позволяет исключить такие дорогостоящие операции, как шлифовка боковых стенок отверстий 2 и наружной поверхности хвостовиков 5 вставок 4. При выполнении отверстий 2 в виде прямых конусов, а хвостовиков 5 в виде обратных конусов между ними образуется полость в форме прямого конуса, в которой размещается втулка 3 конгруэнтной формы. С целью повышения надежности крепления вставок 4 путем повышения коэффициента сцепления между боковыми поверхностями эластичных втулок 3, боковых стенок отверстий 2 в корпусе 1 и наружной поверхностью хвостовиков 5 их контактирующие поверхности выполнены шероховатыми или соединены клеем.

По второму варианту буровое долото содержит корпус 1 с цилиндрическими отверстиями 2, в которых закреплены износостойкие вставки 4 с хвостовиками 5. В этом случае боковые стенки отверстий 2 в корпусе 1 и хвостовики 5 вставок 4 выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий 2 и торца хвостовиков 5 и образующими совместно тороидальную полость 6 для размещения втулок 3 из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью 7, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью 9. В обоих вариантах полости 7 заполняются под давлением несжимаемой жидкостью через обратный клапан 8 с пружиной 10, которая опирается на шайбу 11. Заполнение тороидальной полости 6 несжимаемой жидкостью 9 позволяет образовать замковое соединение, предохраняющее вставки 4 от вертикального смещения, а следовательно, и от выпадения на забой скважины.

Учитывая, что технология изготовления втулок из эластичного материала значительно проще по сравнению с технологией изготовления многогранных хвостовиков (см. прототип), можно гарантировать значительное снижение стоимости долота, выполненного с указанными отличительными признаками.

1. Буровое долото, содержащее корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с хвостовиками, отличающееся тем, что отверстия в корпусе и хвостовики вставок выполнены в вертикальной плоскости соответственно в виде прямого и обратного конусов с углами при вершине 2-20°, при этом образующиеся между их боковыми поверхностями полости имеют в нижней части форму прямого конуса и служат для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью.

2. Буровое долото, содержащее корпус с цилиндрическими отверстиями, в которых закреплены износостойкие вставки с хвостовиками, отличающееся тем, что боковые стенки отверстий в корпусе и хвостовики вставок выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий и торца хвостовиков и образующими совместно тороидальную полость для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту с твердосплавным вооружением. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления долота и способа крепления вставок в отверстиях корпуса.

Изобретение относится к способу бурения скважин и может быть использовано в горном деле для бурения скважин с некруглым поперечным сечением, преимущественно при ведении буровзрывных работ на карьерах для дробления горной породы.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для бурения скважин с помощью инструмента, содержащего несколько шарошек с избирательным по углу их поворота воздействием на забой.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам для бурения пород различной твердости. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота путем снижения затрат мощности на разрушение и удаление разрушенной породы из выемки, образованной рабочей частью каждого зуба вооружения.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами, установленные на них многоконусные шарошки с литыми или фрезерованными зубьями, периферийные из которых расположены наклонно относительно продольной оси шарошки, и размещенные между шарошками напорные промывочные узлы.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, преимущественно для работы по мягким и средней твердости породам. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами со смещенными в плане осями, установленные на них шарошки с фрезерованными или с литыми зубьями, и промывочные узлы.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами, параллельно смещенными в плане относительно оси долота, установленные на них с наклонно расположенными относительно их образующих конические шарошки с фрезерованными или литыми зубьями и промывочный узел.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости. Обеспечивает повышение эффективности работы долота за счет более качественной очистки забоя скважины от шлама путем оптимизации процесса его эвакуации в затрубное пространство.

Изобретение относится к области бурения скважин большого диаметра, а именно к долотам для реактивно-турбинного бурения (РТБ) шарошечного типа. Технический результат заключается в повышении проходки и механической скорости бурения способом РТБ. Долото для РТБ содержит корпус с наклонными цапфами, на которых закреплены шарошки с периферийными, вершинными и промежуточными венцами, оснащенными фрезерованным, литым или твердосплавным зубчатым вооружением. Все венцы шарошек выполнены с разнонаправленными относительно оси шарошки зубьями. Периферийные венцы имеют противоположно направленный угол наклона зубьев по сравнению с углами наклона зубьев других венцов. Крутящие моменты, создаваемые одновременно проскальзывающими наклонными зубьями периферийных и остальных венцов на каждой шарошке, в момент ее максимального осевого скольжения, обусловленного вращением агрегата РТБ, когда ее ось вращения располагается вдоль направления вращения агрегата РТБ, связаны определенным соотношением. 4 ил.

Изобретение относится к шарошечным долотам для бурения скважин по мягким и средней твердости породам. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Буровое шарошечное долото включает полый корпус, образованный лапами с наклонными цапфами, на которых установлены конические шарошки с косыми фрезерованными или литыми зубьями, и промывочный узел. Лапы долота выполнены с наклонными сквозными шламовыми каналами, соединяющими надшарошечную полость с затрубным пространством, а центральная часть долота снабжена эжекционными патрубками, выходные концы которых размещены в полости сквозных шламовых каналов, а входные концы - в полости корпуса долота. Угол наклона зубьев α по отношению к образующей шарошки и угол наклона шламового канала β по отношению к оси вращения долота связаны между собой определенным соотношением, причем меньшее значение угла наклона шламового канала β соответствует большим значениям угла наклона зубьев α и скорости вращения долота. 1 ил.

Группа изобретений относится к гибридным буровым долотам. Технический результат заключается в обеспечении работы с уменьшенным трекингом и повышенной эффективностью бурения. Гибридное буровое долото, выполненное с формированием калибрующей области, области перегиба, носовой и конусной областей, включает корпус долота, имеющий продольную центральную ось; по меньшей мере одну лопасть, отходящую от корпуса долота; первую и вторую лапы, отходящие от корпуса долота; первую шарошку, которая закреплена с возможностью вращения на первой лапе, отходя внутрь в направлении центральной оси, и которая имеет несколько режущих элементов в области перегиба или носовой области; вторую шарошку, которая закреплена с возможностью вращения на второй лапе, отходя внутрь в направлении центральной оси, и которая имеет несколько режущих элементов в области перегиба или носовой области; и при этом первая шарошка имеет наибольший наружный диаметр в области перегиба или носовой области, который больше наибольшего наружного диаметра второй шарошки в области перегиба или носовой области. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к области бурения скважин большого диаметра, а именно к долотам для реактивно-турбинного бурения шарошечного типа. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Долото для реактивно-турбинного бурения содержит корпус, лапы с наклонными цапфами и закрепленные на них шарошки с калибрующими, основными и вершинными зубьями и промывочной системой. Каждая шарошка долота представляет собой одноконусную конструкцию, нижняя образующая которой расположена перпендикулярно к оси вращения агрегата. Торцевые грани калибрующих, основных и вершинных зубьев выполнены вогнутой формы, с определенными радиусами кривизны. 3 ил.

Изобретение относится к области бурения скважин большого диаметра, а именно к шарошечным долотам для реактивно-турбинного бурения. Технический результат заключается в повышении проходки и механической скорости бурения. Долото для реактивно-турбинного бурения содержит корпус с лапами, на цапфах которых установлены шарошки с основными и смещенными относительно них в сторону оси цапфы периферийными венцами, армированными твердосплавными зубками с клиновидной рабочей головкой, боковые поверхности которых ориентированы параллельно калибрующей поверхности шарошки и образующей конуса ее основного венца. Каждая шарошка долота представляет собой конусообразную конструкцию, нижняя образующая которой расположена перпендикулярно к оси вращения агрегата, при этом каждая шарошка долота выполнена с вершинным венцом, имеющим одинаковый угол конусности с основными венцами и одинаковую с ними высоту вылета твердосплавных зубков, установленных под острым углом к оси вращения долота. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, в частности к зубкам твердосплавного вооружения шарошек. Технический результат заключается в равномерном распределении контактных давлений вдоль всего хвостовика зубка, уменьшении смятия-среза поверхности гнезда при запрессовке зубка. Зубок бурового долота состоит из хвостовика с выпуклой образующей и выпуклой породоразрушающей части. Выпуклая образующая хвостовика зубка выполнена так, что середина хвостовика имеет диаметр D, превышающий диаметры на его концах на величину δ=(0,3-0,4)Δ, где Δ – расчетный диаметральный натяг хвостовика зубка в гнезде шарошки. Выпуклая образующая хвостовика зубка может быть выполнена по определенным дуге окружности, ломаной линии или логарифмической кривой. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям шарошечно-дисковых долот, предназначенных для бурения взрывных скважин в горнорудной, нефтяной и газовой промышленности и в строительстве дорог, каналов, трубопроводов. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Буровое долото режуще-вращательного типа содержит корпус с ниппелем и продувочными каналами, режущие элементы с двумя рядами твердосплавного вооружения. Режущие элементы выполнены с углом поворота в сторону вращения на 10°, с двумя различными диаметрами вооружения, определяемыми конкретным соотношением в зависимости от ширины дискового элемента и угла наклона твердосплавных зубков в пределах 30-50°. 1 табл.,3 ил.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, а именно к зубкам твердосплавного вооружения шарошек. Технический результат заключается в снижении концентрации контактных давлений на концах хвостовика, уменьшении смятия-среза поверхности гнезда при запрессовке зубка и увеличении коэффициента использования твердого сплава. Зубок шарошечного долота состоит из цилиндрического хвостовика с коническо-сферической выемкой со стороны плоского торца и сферической или коническо-сферической породоразрушающей выпуклой части с другого конца. Выемка имеет максимальный диаметр конической части на торце зубка d=(0,60-0,75)D, глубину выемки h=d(hц/D)0.5, угол конуса α=10°-14°, радиус вогнутой сферы r=(0,42-0,48)d, где D – наружный диаметр цилиндрического хвостовика зубка, hц – высота цилиндрической части хвостовика. 2 ил.

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к породоразрушающим долотам для бурения твердых и крепких пород вращательным и ударно-вращательным способом. Технический результат заключается в повышении эффективности работы инструмента. Породоразрушающий инструмент содержит корпус с отверстиями, в которых посредством промежуточных втулок закреплены вставки с коническими хвостовиками и рабочей головкой. Хвостовики и промежуточные втулки выполнены с ответными коническими поверхностями. Внутренний диаметр промежуточных втулок уменьшается от хвостовиков вставок к их рабочей головке. На конической поверхности промежуточных втулок со стороны, обращенной в направлении хвостовика, выполнены продольные сквозные пазы, имеющие во фронтальной плоскости коническую форму. Длина продольных сквозных пазов меньше длины промежуточных втулок. Отверстия в корпусе выполнены с кольцевой расточкой, а промежуточные втулки – с ответными выступами на наружной поверхности. Кольцевые расточки выполнены на дне отверстий, а выступы промежуточных втулок – на их концевых участках. 1 ил.

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к породоразрушающим долотам для бурения твердых и крепких пород вращательным и ударно-вращательным способом. Технический результат заключается в повышении эффективности работы инструмента. Породоразрушающий инструмент содержит корпус с отверстиями, в которых посредством промежуточных втулок закреплены вставки с коническими хвостовиками и рабочей головкой. Хвостовики и промежуточные втулки выполнены с ответными коническими поверхностями. Внутренний диаметр промежуточных втулок уменьшается от хвостовиков вставок к их рабочей головке. На конической поверхности промежуточных втулок со стороны, обращенной в направлении хвостовика, выполнены продольные сквозные пазы, имеющие во фронтальной плоскости коническую форму. Длина продольных сквозных пазов меньше длины промежуточных втулок. 2 ил.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту с твердосплавным вооружением. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления долота. Предложенное долото содержит корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с хвостовиками. Особенность заявленного долота по первому варианту заключается в том, что отверстия в корпусе и хвостовики вставок выполнены в вертикальной плоскости соответственно в виде прямого и обратного конусов с углами при вершине 2-20°, при этом образующиеся между их боковыми поверхностями полости имеют в нижней части форму прямого конуса и служат для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью. По второму варианту особенность долота заключается в том, что боковые стенки отверстий в корпусе и хвостовики вставок выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий и торца хвостовиков и образующими совместно тороидальную полость для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх