ДОЛОТО Российский патент 2000 года по МПК E21B10/20 

Изобретение относится к инструменту для бурения скважин, а именно к буровым долотам.

Известно долото, включающее корпус с нижним наклонным торцом и присоединительным элементом, коническую шарошку, размещенные между торцами шарошки и корпуса осевые шаровые опоры, центры которых расположены в одной плоскости, причем ось шарошки размещена перпендикулярно нижнему торцу корпуса, а вершина ее конуса - на продольной оси корпуса [1].

В известном устройстве осевые опоры и радиальные опоры располагаются на одной общей оси и фиксируются в канавках корпуса и шарошки, что исключает возможность их радиального смещения относительно торца шарошки. При этом ось шарошки пересекается с осью корпуса на забое. При работе таких устройств происходит радиальное биение корпуса и штанги, что приводит к выходу из строя устройства, что подтвердили испытания указанного устройства.

Предложенное техническое решение направлено на повышение работоспособности устройства.

Это достигается за счет того, что в долоте, включающем корпус с нижним наклонным торцом и присоединительным элементом, коническую шарошку, размещенные между торцами шарошки и корпуса осевые шаровые опоры, центры которых расположены в одной плоскости, причем ось шарошки размещена перпендикулярно нижнему торцу корпуса, а вершина ее конуса - на продольной оси корпуса, коническая шарошка скреплена с корпусом посредством шарнира, геометрическая ось которого размещена горизонтально в плоскости, в которой размещены центры осевых опор, и проходит через точку пересечения оси шарошки с вышеупомянутой плоскостью, а осевые шаровые опоры выполнены с возможностью радиального перемещения по торцовой поверхности шарошки. Шарнир выполнен в виде скрепленной соответственно с корпусом и шарошкой верхней и нижней крестовин и расположенной коаксиально геометрической оси шарнира цилиндрической оси, причем продольная ось нижней крестовины совпадает с осью шарошки, а верхней крестовины - проходит через точку пересечения оси шарошки с плоскостью, в которой размещены центры осевых опор. Продольная ось верхней крестовины размещена параллельно оси корпуса шарошки.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Долото включает корпус 1 с нижним наклонным торцом 2 и присоединительным элементом 3, коническую шарошку 4, размещенные между торцами 5, 2 шарошки 4 и корпуса 1 осевые шаровые опоры 6, центры 7 которых расположены в одной плоскости O'' - O'', причем ось 8 шарошки размещена перпендикулярно нижнему торцу 2 корпуса, а вершина 9 ее конуса - на продольной оси 10 корпуса. Коническая шарошка 4 скреплена с корпусом 1 посредством шарнира 11, геометрическая ось которого размещена горизонтально в плоскости O''- O'', в которой размещены центры осевых опор, и проходит через точку 12 пересечения оси шарошки с вышеупомянутой плоскостью, а осевые шаровые опоры выполнены с возможностью радиального перемещения по торцовой поверхности 5 шарошки.

Шарнир 11 выполнен в виде скрепленной соответственно с корпусом 1 и шарошкой 4 верхней 13 и нижней 14 крестовин и расположенной коаксиально геометрической оси шарнира цилиндрической оси 15, причем продольная ось нижней крестовины совпадает с осью шарошки, ось верхней крестовины 16 проходит через точку пересечения оси шарошки с плоскостью О" - О", в которой размещены центры осевых опор. Продольная ось верхней крестовины размещена параллельно оси 10 корпуса 1 долота.

Работает устройство следующим образом.

Корпус 1 подсоединяют через присоединительный элемент 3 с соединенной с вращателем станка штангой (не показана). При вращении штанги корпус 1 долота начинает вращаться. При этом крутящий момент через верхнюю крестовину, продольная ось 16 которой размещена эксцентрично на величину "а" по отношению к продольной оси корпуса, передается через цилиндрическую ось 15 на нижнюю крестовину, связанную с шарошкой. При этом происходит вращение шарошки вокруг вершины конуса и ось шарошки при движении описывает конус. Шарошка при взаимодействии торцов шарошки и корпуса совершает колебательное движение вокруг оси шарнира и армированная твердым сплавом поверхность 17 шарошки разрушает поверхность забоя. Одновременно при вращении корпуса происходит радиальное смещение наклонных торцов 2, 5 корпуса и шарошки относительно друг друга. При этом размещенные в кольцевых канавках 18 осевые шаровые опоры 6 перекатываются в радиальном направлении и одновременно совершают круговое вращение относительно торца 5 шарошки. Корпус 1 центрируется относительно стенок скважин центраторами 19.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит за счет устранения радиального биения корпуса и штанги повысить работоспособность устройства.

Источник информации:
Патент США N 3429390, НКИ 175-343, 1969.

Изобретение относится к инструменту для бурения скважин, а именно к буровым долотам. Долото включает корпус с нижним наклонным торцом и присоединительным элементом, коническую шарошку, размещенные между торцами шарошки и корпуса осевые шаровые опоры, центры которых расположены в одной плоскости, причем ось шарошки размещена перпендикулярно нижнему торцу корпуса, а вершина ее конуса - на продольной оси корпуса. Коническая шарошка скреплена с корпусом посредством шарнира, геометрическая ось которого размещена горизонтально в плоскости, в которой размещены центры осевых опор, и проходит через точку пересечения оси шарошки с вышеупомянутой плоскостью, а осевые шаровые опоры выполнены с возможностью радиального перемещения по торцевой поверхности шарошки. Шарнир выполнен в виде скрепленной соответственно с корпусом и шарошкой верхней и нижней крестовин и расположенной коаксиально геометрической оси шарнира цилиндрической оси, причем продольная ось нижней крестовины совпадает с осью шарошки, ось верхней крестовины проходит через точку пересечения оси шарошки с плоскостью, в которой размещены центры осевых опор. Продольная ось верхней крестовины размещена параллельно оси корпуса долота. Повышается работоспособность долота. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Долото, включающее корпус с нижним наклонным торцом и присоединительным элементом, коническую шарошку, размещенные между торцами шарошки и корпуса осевые шаровые опоры, центры которых расположены в одной плоскости, причем ось шарошки размещена перпендикулярно нижнему торцу корпуса, а вершина ее конуса - на продольной оси корпуса, отличающееся тем, что коническая шарошка скреплена с корпусом посредством шарнира, геометрическая ось которого размещена горизонтально в плоскости, в которой размещены центры осевых опор, и проходит через точку пересечения оси шарошки с вышеупомянутой плоскостью, а осевые шаровые опоры выполнены с возможностью радиального перемещения по торцовой поверхности шарошки. 2. Долото по п.1, отличающееся тем, что шарнир выполнен в виде скрепленной соответственно с корпусом и шарошкой верхней и нижней крестовин и расположенной коаксиально геометрической оси шарнира цилиндрической оси, причем продольная ось нижней крестовины совпадает с осью шарошки, а верхней крестовины - проходит через точку пересечения оси шарошки с плоскостью, в которой размещены центры осевых опор. 3. Долото по п.1, отличающееся тем, что продольная ось верхней крестовины размещена параллельно оси корпуса долота.