Буровое шарошечное долото

 

Союз Советскик

Социапистическик

Респубник

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

" 894171 (St ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 04. 04. 80 (21) 2904920/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12 ° 81 ° Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30.12.81 (51)М. Кл.

Е 21 В 10/16

5Ьаударстаенный квинтет

СССР не данаи нзабретеннй н открытнй (53) УД К 622. 24.

° 051.55(088.8) И.И.Барабашкин, Я.В.Кунцяк, Л.П.Константинов, Л.Сианка-Ибарра и А.Б.Михальчук (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к породо1разрушающему инструменту, а именно к шарашечным долотам режущего действия, Известно шарошечное долото содерР

5 жащее корпус и установленную на оси сферической формы шарошку, радиус которой равен радиусу скважины (1).

Недостатком устройства является низкая механическая скорость бурения. то

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является буровое шарошечное долото, включающее корпус с обращенными от центра к периферии наклонными цапфами, на которых посредством подшипников смонтированы шарошки с наружной поверхностью в виде части сферы (2 j.

Недостатком известного долота является низкая стойкость иэ-за нерав20 номерного выхода из строя его вооружения, Это связано с тем, что в процессе бурения каждый породораэрушающий элемент долота участвует в разрушении породы, описывая на полусфери" ческой поверхности забоя спиральную кривую пространственной формы, длина которой зависит от удаления породоразрушающего элемента, от оси вращения долота, а форма — от наличия и величины смещения осей шарошек. В зависимости от мгновенного положения элемента на разных участках поверхности забоя изменяется и величина действующего на него нормального давления, что влияет на величину выполняемой им работы. Таким образом, суммарная величина работы по разрушению забоя, выполняемая каждым венцом в отдельности, является разной и зависит от его расположения на сферической поверхности шарошки, а также удаления от оси вращения долота. Однако в известном долоте количество породораэрушающих элементов в каждом венце шарошек не увязано с величиной этой работы, что приводит к опережающему износу наиболее нагруженных

8941 71 венцов. Укаэанное явление в наибольшей степени сказывается в конструкции долот со смещенными осями шарошек.

Цель изобретения - повышение стойкости вооружения долота. 5

Поставленная цель достигается тем, что суммарная величина контактной поверхности каждого венца пропорциональна величине проекции соответствующей ему площади поверхности разрушения забоя на плоскость, перпендикуляр. ную оси вращения долота.

На фиг. 1 изображено долото, общий вид, на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг. 3 - схема работы вооружения долота.

Долото состоит из корпуса 1 и шарошек 2 со сферической поверхностью, армированной породоразрушающими элементами 3. Шарошки 2 могут быть уста- 20 новлены на наклонных цапфах 4 посредством подшипников 5 со смещением осей или без смещения, а долото выполняется для бурения как кольцевым, так и сплошным забоями, Породоразрушающие 25 элементы 3 располагаются на шарошках 2 по концентрическим венцам, которые частью своей длины сопряжены с поверхностью забоя, образуемой вращением долота. Качальная и конеч- 30 ная точка линии сопряжения i-го венца с этой поверхностью определены расстояниями от оси вращения R.

1гиО)Х и R „„.„. Общая контактная поверх. ность вооружения.1-го венца прямо пропорциональна величине кольцевой площади, образуемой окружностями с радиусами R g и r. „ и представляющей собой проекцию4™площади разрушения забоя 11-ым венцом на гори- 40 зонтальную плоскость, т.е. на плоскость, перпендикулярную оси вращения долота.

Разрушение горных пород предлага емйм долотом осуществляется путем

45 вращения и создания осевой нагрузки.

При вращении шарошек 2 кажды" породоразрушающий элемент 3 i ão венца, разрушая породу резанием, осуществляет движение по спирали пространственной формы. При этом начало и конец описываемой им траектории определены величинами В „, и г„ щ . Величина работы, совершаемая единичным режущим элементом, пропорциональна длине проекции его траектории по поверхности забоя на плоскость, перпендикулярную оси вращения долота, а суммарная работа элементов венца пропорциональна величине площади проекции соответствующей кольцевой поверхности забоя на эту плоскость. С учетом этого величина контактной поверхности каждого венца предлагаемого долота выбрана пропорционально величине проекции площади поверхности разрушения, в которой он принимает участие, что обеспечивает равномерный износ вооружения всех породоразрушающих элементов и тем самым повышает стойкость долота в целом.

Применение предлагаемого долота позволяет повысить проходку и механичеСкую скорость бурения.

Формула изобретения

Буровое шарошечное долото, включающее корпус с обращенными от центра к периферии наклонными цапфами, на которых посредством подшипников смонтированы шарошки с наружной поверхностью в виде части сферы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стойкости его вооружения, суммарная величина контактной поверхности каждого венца пропорциональна величине проекции соответствующей ему площади поверхности разрушения забоя на плоскость, перпендикулярную оси вращения долота.

Источники информации, принятые. во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В- 250794, кл. E 21 В 9/14, 1967 °

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 258974, кл. E 21 В 9/18, 1964.

Составитель Н.Панин

Техред М. Тепер, КорректоР Г.Огар

Редактор М.Ткач

Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 11418/52 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5