ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА Российский патент 1994 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к бурению скважин, а более конкретно, к вооружению шарошек бурового долота.

Известно шарошечное долото с усиленным вооружением шарошек 1. Зубья шарошек этого долота выполнены с консольными упрочняющими перемычками.

Недостатком такого вооружения является то, что перемычки лишь упрочняют призматические зубья, но не способствуют повышению эффективности непосредственного разрушения породы на забое или уменьшению сальникообразования межзубцовых канавок, препятствующего разрушению породы.

Известно шарошечное долото с упрочняющими межзубцовыми перемычками, которые наряду с консольным упрочнением позволяют исключить сальникообразование в межвенцовых канавках, поскольку последующие порции шлама легко выдавливают предыдущие вдоль криволинейных поверхностей перемычек, передавая возможности спрессовываться шламу на их дне.

Недостатком этого долота является то, что межзубцовые перемычки не могут реально способствовать повышению эффективности непосредственно разрушения породы на забое, поскольку породу разрушают лишь призматические зубья, а перемычки, значительно приподнятые над забоем и имеющие острую кромку, непосредственно в разрушении породы не участвуют.

Целью изобретения является повышение эффективности разрушения породы на забое.

Цель достигается тем, что в долоте, шарошки которого оснащены на основных конусах призматическими зубьями, имеющими поперечные перемычки, последние выполнены в виде сплошных венцов, имеющих по длине площадку притупления для разрушения породы. При этом указанные поперечные площадки притупления перемычек выполнены с понижением по радиусу шарошки по сравнению с продольными площадками притупления призматических зубьев.

Такое выполнение зубьев и перемычек позволяет при сохранении консольного усиления перемычками продольных зубьев и возможности предотвращать сальникообразование изменить динамику воздействия на породу забоя. Продольные призматические зубья, обгоняя поперечные перемычки, накатывают венцовые рейки на всей поверхности забоя и углубляются в его поверхность до тех пор, пока глубина чередующихся с выступами впадин превысит величину понижения перемычек.

После того, как поперечные перемычки войдут в непосредственный контакт и разрушат значительно ослабленные разрозненные выступы рейки, раздавливая их в стороны свободного пространства накатанных углублений вокруг выступов, и продольные зубья продолжат свою работу по дальнейшей накатке углублений на забое, практически с той же удельной нагрузкой на породу, что и в начале работы по плоскому забою.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что шарошка бурового долота отличается тем, что на основных (а если необходимо, то и на периферийных) венцах призматические зубья оснащены поперечными кольцевыми перемычками в виде непрерывных венцов с площадками притупления, выполненными с понижением по радиусу шарошки по сравнению с продольными площадками притупления призматических зубьев.

Таким образом, предложенная шарошка соответствует критерию "новизна".

Сравнение предложенного решения с другими техническими решениями в других областях не выявило в них признаки, отличающиеся от прототипа, что говорит о соответствии критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 показана шарошка бурового долота; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3.

Шарошка содержит зубья 1 на основных конусах и периферийные зубья 2. Призматические продольные зубья 1 основных конусов выполнены с поперечными перемычками 3 в виде сплошных венцов (например, с помощью фрезерования пальцевыми фрезами 4, концевое положение которых показано на фиг. 5. Буквой h обозначено понижение площадки притупления поперечных перемычек относительно площадки притупления призматических продольных зубьев.

Для обеспечения непосредственного контакта и разрушения разрозненных выступов рейки, величина понижения h должна быть меньше высоты выступов рейки, определяемой для конкретных пород в стендовых условиях.

Комбинированное воздействие призматических продольных и пониженных по радиусу шарошки поперечных сплошных зубьев позволяет при высокой стойкости упрочненных зубьев резко, на 40-50%, повысить механическую скорость бурения и проходку.

Использование: вооружение шарошек бурового долота для бурения скважин. Сущность: перемычки выполнены со сплошными площадками притупления. Площадки притупления перемычек выполнены в виде венцов по радиусам из центров, расположенных на оси шарошки. Площадки притупления перемычек расположены ниже площадок притупления зубьев. 5 ил.

ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА, содержащая корпус, расположенные на корпусе венцы призматических продольных фрезерованных зубьев с площадками притупления и поперечные перемычки, расположенные между зубьями, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности шарошки за счет возможности разрушения рейки, перемычки выполнены со сплошными площадками притупления, расположенными ниже площадок притупления призматических зубьев, причем площадки притупления перемычек выполнены в виде венцов по радиусам из центров, расположенных на оси шарошки.