ОДНОШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО Российский патент 1995 года по МПК E21B10/08 

Изобретение относится к инструменту, применяемому на установках типа БУ, ударно-вращательного бурения, при бурении взрывных скважин, в горнодобывающей промышленности.

Известны буровые коронки бурильных установок, например перовая коронка, установленная жестко на буровом ставе.

Буровой став вращается и передает ударные импульсы на коронку от станка или погружного пневмоударника [1] Недостатком данной коронки является то, что она будучи жестко закрепленной на буровом ставе, контактирует острыми кромками с забоем скважины, которые в процессе бурения затупляются, уменьшая удельное давление на забой, а следовательно, снижается производительность бурения.

Наиболее близким к предлагаемому является одношарошечное долото, включающее корпус и наклонно расположенную внутри корпуса на подшипниках подвижную опору цапфы шарошки, а также сферическую опору между корпусом долота и шарошкой [2]
Данная конструкция долота имеет следующие недостатки:
опоры качения долота быстро разрушаются при передаче ударных импульсов, в процессе бурения;
обкатывание шарошки по забою с приводом на цапфу шарошки от вала, вращающегося в корпусе долота и имеющего привод от станка, расположенного на другом конце бурового става, усложняет устройство бурильной установки и ведет к увеличению числа отказов, что снижает производительность бурильной установки;
при бурении скважине малого диаметра, до 40-50 мм, значительно усложняется, а в некоторых случаях просто исключается, привод на цапфу шарошки.

Целью настоящего изобретения является использование долота на установках ударно-вращательного бурения и упрощение привода на цапфу шарошки.

Для достижения этой цели опоры качения долота заменены опорами скольжения.

Привод на наклонно расположенную внутри корпуса долота цапфу шарошки осуществляется от корпуса долота, вращающегося вокруг вертикальной оси и вызывающего обкатывание оси цапфы шарошки по боковой поверхности конуса, вершина которого будет в центре забоя и совпадает с центром сферической опоры между корпусом долота и шарошкой. При этом шарошка, поворачиваясь в сферической опоре, обкатится по забою образующими конической опорной поверхности, несущей вооружение (зубки). Одновременно из-за разницы длин окружностей диаметра скважины и диаметра опорной поверхности шарошки произойдет поворот ее вокруг оси цапфы. Это произойдет из-за разницы сил трения на опорной и сферической поверхностях шарошки. Разница в силах трения будет возрастать при увеличении осевого усилия на долото, что повысит производительность бурения.

На чертеже представлена схема долота для установки ударно-вращательного бурения.

Долото включает корпус 1, имеющий резьбовое соединение с буровым ставом 2, шарошку с цапфой 3, контактирующие с корпусом по поверхностям скольжения 4 и 5, и штифт 6, фиксирующий цапфу в корпусе от осевого перемещения и одновременно обеспечивающий возможность поворота цапфы в корпусе долота, а также возможность компенсации износа поверхности 4 и перемещения шарошки по наклонной оси (зазор в проточке цапфы шарошки и штифтом).

Таким образом, предлагаемое одношарошечное долото позволит передавать ударные импульсы на забой через поверхности скольжения и произвести обкатывание опорной поверхности шарошки, несущей вооружение, без скольжения по забою скважины из-за вращения корпуса долота вокруг его вертикальной оси, и наклонного расположения оси цапфы, установленной жестко в корпусе долота, обкатывающейся по боковой поверхности конуса, вершина которого будет в центре забоя, совпадающего с центром сферической опоры долота.

Использование: горнодобывающая промышленность, в частности инструмент буровых установок, предназначенных для бурения взрывных скважин. Сущность: опоры шарошки 4 и цапфы 5 с корпусом 1 выполнены в виде опор скольжения. Опора цапфы 5 жестко связана с корпусом 1. 1 ил.

ОДНОШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, содержащее корпус, шарошку с цапфой, наклонно расположенную внутри корпуса и образующую с ним опору, и поверхность шарошки, образующую с корпусом сферическую опору, отличающееся тем, что опора цапфы и шарошки с корпусом долота выполнены в виде подшипников скольжения.