ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА Российский патент 2012 года по МПК E21B10/16 

Описание патента на изобретение RU2445434C1

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к конструкции шарошек буровых долот.

Известна шарошка бурового долота, включающая венцы, армированные зубьями с площадками притупления на концевых участках, оснащенными твердосплавными вставками (см. авт. св. СССР №1789007, кл. E21B 10/16, 1993 г.).

К недостаткам этой шарошки следует отнести ограниченную область ее применения, а также и то, что в некоторых случаях концевая армировка зубьев ведет к усложнению конструкции и неоправданному перерасходу дорогостоящего материала. Так, например, армировка зубьев периферийного венца со стороны оси долота ничем не оправдана, т.к. эти участки даже при обычной армировке имеют вооружение, кратно превышающее вооружение венцов основного конуса, которые и выходят первыми из строя.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является шарошка бурового долота, включающая корпус с опорными поверхностями и венцами, периферийный из которых вооружен твердосплавными вставками с цилиндрическим хвостовиком и рабочей головкой (см. патент РФ №2185490, кл. E21B 10/16, 2002 г.).

К недостаткам данной шарошки бурового долота следует отнести сравнительно низкую эффективность ее работы и сложность конструкции. Эти недостатки связаны со специальной схемой расположения калибрующих зубков на периферийном венце и неодинаковой нагруженностью венцов.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности работы долота путем обеспечения равномерной загрузки венцов шарошки по радиусу долота.

Поставленный технический результат достигается тем, что в шарошке бурового долота, включающей корпус с опорными поверхностями и венцами, периферийный из которых вооружен твердосплавными вставками с цилиндрическим хвостовиком и рабочей головкой, согласно изобретению рабочая головка вставки периферийного венца выполнена в виде клиновидной призмы, между которой и цилиндрическим хвостовиком, расположенным параллельно режущей кромке, выполнена, по меньшей мере, одна выемка, ориентированная параллельно оси хвостовика, причем вставка со стороны стенок скважины снабжена поперечной частью с выступами на наружной поверхности, продольная ось которых расположена во фронтальной плоскости параллельно или под углом к радиусу шарошки, при этом периферийный венец шарошки выполнены с продольными цилиндрическими каналами, сообщенными с наружной поверхностью венца пазами, конгруэнтными наружной поверхности вставок.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- твердосплавные вставки выполнены с конусообразным участком, расположенным между ее поперечной и продольной частями;

- выступы на наружной поверхности вставки в поперечном сечении имеют клиновидную, или трапецеидальную, или прямоугольную, или полусферическую форму.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен фрагмент шарошки в продольном разрезе, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на 3 вид Б на фиг.1.

Шарошка бурового долота содержит корпус 1 с опорными элементами 2 в виде подшипников и венцами 3, оснащенными износостойкими породоразрушающими вставками 4 с цилиндрическим хвостовиком 5 и рабочей головкой 6. Рабочая головка 6 периферийного венца 3 выполнена в виде клиновидной призмы и расположена параллельно оси цилиндрического хвостовика 5. При этом, по меньшей мере, с одной стороны породоразрушающей вставки 4 выполнена выемка 7, ориентированная параллельно оси цилиндрической поверхности хвостовика 5. Предпочтительно использование вставок 4 с двухсторонним расположением выемок 7, что гарантирует симметричную нагрузку на узел соединения вставок 4 с корпусом 1. Bce периферийные вставки 4 со стороны стенок скважины снабжены поперечной частью 8 с выступами 9 на наружной поверхности. Продольная ось выступов 9 расположена во фронтальной плоскости параллельно или под углом α к радиусу шарошки, при этом периферийные венцы 3 шарошки выполнены с продольными цилиндрическими каналами 10, сообщенными с наружной поверхностью венца 3 пазами 11. Каналы 10 и пазы 11 в корпусе 1 шарошки имеют форму, конгруэнтную наружной поверхности вставок 4. Твердосплавные вставки 4 выполнены с конусообразным участком 12, расположенным между ее поперечной 8 и продольной частями. Выступы 9 на торцевой поверхности вставки 4 в поперечном сечении могут иметь клиновидную, трапецеидальную, прямоугольную, полусферическую или другую форму. Угол наклона - α выступов 9 и форму их поперечного сечения выбирают в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород. При бурении по твердым и абразивным породам предпочтительно использовать выступы 9 с прямоугольным и трапецеидальным поперечным сечением, а при бурении по пластичным породам - выступы 9 с треугольным и полусферическим сечением.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 4 венцов 3 осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. При этом благодаря выполнению рабочей головки 6 периферийного венца 3 в виде клиновидной призмы и расположению ее параллельно оси цилиндрического хвостовика 5 обеспечивается полное перекрытие периферийной части забоя лезвием периферийной вставки 4 шарошки, что значительно упрощает конструкцию шарошки, технологию изготовления и армировки ее по сравнению с использованием многорядного вооружения для периферийных венцов. Предложенная схема расположения хвостовика 5 гарантирует надежное соединение вставок 4 с корпусом 1 даже при наличии значительных ударно-вибрационных нагрузок, что исключает выпадение вставок 4 и тем самым повышает технико-экономические показатели долота в целом. Наличие поперечной части 8 позволяет увеличить калибрующую способность шарошек, что имеет особое значение при бурении по твердым и абразивным породам. Этому же способствует и выполнение поперечной части 8 вставки 4 с выступами 9, наклонное расположение которых при наличии большого количества шлама позволяет улучшить эффективность удалять его с забоя скважины. Выполнение вставки 4 с коническим участком 12 позволяет исключить скол поперечной части 8 под действием радиальных нагрузок, направленных со стороны стенок скважины в сторону центра, т.к. при указанном варианте выполнения большая часть радиальной нагрузки воспринимается именно конусообразным участком 12.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод, что применение долот с предложенной конструкцией шарошки позволяет повысить технико-экономические показатели буровых работ и тем самым снизить их себестоимость.

Похожие патенты RU2445434C1

название год авторы номер документа
ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА 2011
  • Богомолов Родион Михайлович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Панин Николай Митрофанович
  • Дедов Николай Иванович
  • Шапошников Сергей Дмитриевич
RU2452840C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО (ВАРИАНТЫ) 2007
  • Богомолов Родион Михайлович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2334862C1
ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА (ВАРИАНТЫ) 2010
  • Панин Николай Митрофанович
  • Парамонова Ольга Викторовна
  • Шлапак Мирослав Валентинович
  • Малышев Андриан Андрианович
  • Дроздов Андрей Валерьевич
RU2442874C1
Твердосплавная вставка 2016
  • Панин Николай Митрофанович
RU2624744C1
ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА 2013
  • Сорокин Владимир Федорович
  • Кононов Алексей Викторович
  • Исаев Олег Николаевич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2537732C1
ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА 2011
  • Панин Олег Николаевич
  • Богомолов Родион Михайлович
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Панин Николай Митрофанович
  • Носов Николай Васильевич
RU2462580C1
ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА 2014
  • Богомолов Родион Михайлович
  • Хлопова Оксана Владимировна
  • Сорокин Владимир Федорович
  • Панин Николай Митрофанович
RU2543769C1
БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ 2013
  • Комаров Михаил Алексеевич
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Гавриленко Андрей Васильевич
  • Сорокин Владимир Федорович
  • Панин Николай Митрофанович
RU2530034C1
БУРОВОЕ ДОЛОТО И СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ЕГО ВСТАВОК 2014
  • Панин Николай Митрофанович
RU2566151C1
ОПОРА СКОЛЬЖЕНИЯ ШАРОШЕЧНОГО ИНСТРУМЕНТА 2008
  • Панин Николай Митрофанович
  • Кононов Виктор Михайлович
  • Сорокин Владимир Федорович
RU2363829C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 445 434 C1

Реферат патента 2012 года ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к конструкции шарошек буровых долот. Обеспечивает упрощение конструкции и повышение эффективности работы долота и разрушения породы. Шарошка бурового долота включает корпус с опорными поверхностями и венцами, периферийный из которых вооружен твердосплавными вставками с цилиндрическим хвостовиком и рабочей головкой. Рабочая головка вставки периферийного венца выполнена в виде клиновидной призмы, между которой и цилиндрическим хвостовиком, расположенным параллельно режущей кромке, выполнена, по меньшей мере, одна выемка, ориентированная параллельно оси хвостовика. Каждая периферийная вставка со стороны периферии шарошки снабжена поперечной частью с выступами на наружной поверхности, продольная ось которых расположена во фронтальной плоскости параллельно или под углом к радиусу шарошки, при этом венцы шарошки выполнены с продольными цилиндрическими каналами, сообщенными с наружной поверхностью венца пазами, конгруэнтными наружной поверхности вставок. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 445 434 C1

1. Шарошка бурового долота, включающая корпус с опорными поверхностями и венцами, периферийный из которых вооружен твердосплавными вставками с цилиндрическим хвостовиком и рабочей головкой, отличающаяся тем, что рабочая головка вставки периферийного венца выполнена в виде клиновидной призмы, между которой и цилиндрическим хвостовиком, расположенным параллельно режущей кромке, выполнена, по меньшей мере, одна выемка, ориентированная параллельно оси хвостовика, причем вставка со стороны стенок скважины снабжена поперечной частью с выступами на наружной поверхности, продольная ось которых расположена во фронтальной плоскости параллельно или под углом к радиусу шарошки, при этом периферийный венец шарошки выполнен с продольными цилиндрическими каналами, сообщенными с наружной поверхностью венца пазами, конгруэнтными наружной поверхности вставок.

2. Шарошка бурового долота по п.1, отличающаяся тем, что твердосплавные вставки выполнены с коническим участком, расположенным между ее поперечной и продольной частями.

3. Шарошка бурового долота по п.1, отличающаяся тем, что выступы на наружной поверхности вставки в поперечном сечении имеют клиновидную, или трапецеидальную, или прямоугольную, или полусферическую форму.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2445434C1

ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА 2000
  • Бикбулатов И.К.
  • Блинков О.Г.
  • Поланский Г.А.
  • Гладких В.Н.
RU2185490C2
Зубок бурового шарошечного долота 1984
  • Травкин Виталий Сергеевич
  • Смирнов Вячеслав Геннадиевич
SU1439191A1
Венец шарошечного долота 1990
  • Травкин Виталий Сергеевич
  • Филатов Борис Петрович
  • Смирнов Вячеслав Геннадиевич
  • Поланский Григорий Андреевич
SU1789007A3
RU 2000420 С1, 07.09.1993
ДОЛОТО ДЛЯ РЕАКТИВНО-ТУРБИННОГО БУРЕНИЯ 1991
  • Захаров В.В.
  • Рыбалка А.А.
  • Либерман В.И.
  • Оспанов Ж.К.
  • Макаров Н.Г.
  • Порозов Е.М.
RU2023855C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2007
  • Богомолов Родион Михайлович
  • Поланский Григорий Андреевич
  • Мокроусов Вячеслав Петрович
  • Шиганов Сергей Борисович
  • Поланский Александр Григорьевич
RU2355863C2
Бестрансформаторный преобразователь постоянного напряжения в постоянное 1976
  • Жогин Лев Иванович
SU593286A1
US 6416224 В1, 09.07.2002.

RU 2 445 434 C1

Авторы

Богомолов Родион Михайлович

Кремлев Виталий Игоревич

Дедов Николай Иванович

Шапошников Сергей Дмитриевич

Панин Николай Митрофанович

Даты

2012-03-20Публикация

2010-11-29Подача