ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА Российский патент 1995 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении скважин различного назначения в разных горно-геологических условиях.

Известны шарошки многошарошечных долот, включающие корпус с зубчатым вооружением, выполненным в виде нескольких венцов. Недостаток этих долот заключается в том, что их шарошки удалены в одном ярусе на значительное расстояние друг от друга, поэтому в них не может быть реализован прием очистки шарошек от налипающей породы, который применяется в трехшарошечных долотах и состоит в том, что зубья одной шарошки входят в межвенцовые впадины другой шарошки. Кроме того, в этих шарошках впадины между зубьями в каждом венце также ничем не защищены от налипания породы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является шарошка бурового долота, включающая корпус, расположенные на корпусе зубчатые венцы и размещенные между зубьями эластичные элементы [1] Недостаток этого устройства заключается в том, что эластичные элементы размещены только между зубьями, в то время как порода в основном налипает между венцами. Кроме того, поскольку эластичные элементы выполнены раздельными, то они ненадежно удерживаются на корпусе шарошки и быстро отделяются от него в процессе работы.

Целью изобретения является повышение эффективности работы шарошки за счет лучшей очистки ее от шлама.

Достигается это тем, что шарошка бурового долота, содержащая корпус, расположенные на корпусе зубчатые венцы и размещенные между зубьями эластичные элементы, снабжена дополнительными эластичными элементами в виде колец, внутренние диаметры которых меньше наружного диаметра корпуса по межвенцовым проточкам, в которых установлены кольца, причем основные эластичные элементы закреплены на торцовых поверхностях колец, которые размещены с возможностью взаимодействия с торцовыми поверхностями зубьев соседних венцов. Кроме того, кольца могут быть выполнены с кольцевой внутренней полостью, открытой со стороны внутреннего диаметра.

Снабжение шарошки дополнительными эластичными элементами в виде колец, установленных в межвенцовых проточках с натягом и жестко связанных с основными элементами, размещенными между зубьями, позволяет полностью исключить налипание породы на всей поверхности шарошки. При этом кольцевая форма дополнительного эластичного элемента обеспечивает его надежное удержание на корпусе шарошки. Освобождение от налипающей породы происходит за счет упругости эластичных элементов, поскольку они при работе шарошки постоянно то сжимаются, то разжимаются, не позволяя шламу задерживаться на рабочих поверхностях. Выполнение колец пустотелыми и открытыми со стороны внутреннего диаметра увеличивает эластичность кольца, а следовательно, его подвижность.

На фиг. 1 дан общий вид устройства; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 фрагмент с кольцами, связанными с основными эластичными элементами; на фиг. 4 выполнение дополнительных колец пустотелыми; на фиг. 5 вид по стрелке Б на фиг. 3.

Шарошка бурового долота состоит из корпуса 1, выполненного в виде нескольких венцов 2, имеющих зубчатое вооружение. Между венцами в проточках установлены кольца 3, выполненные из эластичного материала, например из пористой резины. Внутренний диаметр колец меньше, чем наружный диаметр межвенцовых проточек, в которых установлены кольца. Торцовые поверхности колец имеют боковые выступы 4, размещенные между зубьями. Кольца 3 могут быть выполнены с кольцевой внутренней полостью, открытой со стороны своего внутреннего диаметра.

Работа предложенного устройства осуществляется следующим образом. При бурении шарошка перекатывается по забою и ее зубья внедряются в породу. При этом эластичные кольца 3 на контакте с забоем постоянно деформируются, сжимаясь при взаимодействии с породой и разжимаясь при выходе из контакта. Выбуренная порода скапливается на забое, попадает между венцами 2 и стремится расклиниться между ними. Однако благодаря деформации колец выбуренные частички не могут удержаться на вибрирующей с большой частотой поверхности. Кроме того, частички породы плохо прилипают к резине, из которой изготовлены кольца 2. В результате этого не происходит забивания шламом межвенцовых впадин шарошки и углублений между зубьями. При выполнении колец пустотелыми они становятся более податливыми и подвижными, более надежно обеспечивая очистку зубьев от шлама.

Преимущества предлагаемого долота по сравнению с известными устройствами заключаются в следующем. Улучшается очистка рабочей поверхности шарошки от налипающей в процессе бурения породы, при этом увеличивается механическая скорость бурения. Кроме того, благодаря эластичности кольца оно может быть легко надето на шарошку и снято с нее после износа. Это гарантирует долговременную работу устройства независимо от степени износа вооружения шарошки.

Использование: буровая техника для бурения скважин различного назначения в разных горно-геологических условиях. Сущность: имеются эластичные элементы в виде колец 3, внутренние диаметры которых меньше наружного диаметра корпуса 1 по межвенцовым проточкам. На торцовых поверхностях колец 3 закреплены эластичные элементы в виде выступов 4. Кольца 3 могут иметь внутреннюю кольцевую полость, открытую со стороны внутреннего диаметра. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА, содержащая корпус, расположенные на корпусе зубчатые венцы и размещенные между зубьями эластичные элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы шарошки за счет лучшей очистки ее от шлама, она снабжена дополнительными эластичными элементами в виде колец, внутренние диаметры которых меньше наружного диаметра корпуса по межвенцовым проточкам, в которых установлены кольца, причем основные эластичные элементы закреплены на торцевых поверхностях колец, которые размещены с возможностью взаимодействия с торцевыми поверхностями зубьев соседних венцов. 2. Шарошка по п.1, отличающаяся тем, что кольца выполнены с кольцевой внутренней полостью, открытой со стороны внутреннего диаметра.