БУРОВОЕ ДОЛОТО Российский патент 2013 года по МПК E21B10/16 E21B10/22 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости, разрушение которых не вызывает значительных нагрузок, направленных вдоль оси цапфы. В связи с этим снижаются требования к прочностным характеристикам замковых подшипников.

Известно буровое трехшарошечное долото, включающее корпус и конусные шарошки, установленные на цапфах лап посредством замкового подшипника (см. Палий П.П. и Корнеев К.Е. «Буровые долота», М.: Недра, 1971 г., с.175, рис.У1.30).

Недостатком этого долота является низкая эффективность работы из-за значительного ослабления цапфы, связанного с использованием замкового пальца большого размера.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее лапы, на наклонных цапфах которых, выполненных с кольцевыми канавками, установлены шарошки, закрепленные посредством фиксаторов, внутренний конец каждого из которых совмещен с кольцевой канавкой цапфы (см. патент РФ №2291270, кл. Е21В 10/22, 2007).

Данное долото благодаря исключению замкового пальца повышает работоспособность опоры бурового долота, особенно малого диаметра, ресурс работы которого, как правило, лимитируется сроком службы опоры долота.

К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую вероятность выпадения стопорного элемента, особенно при бурении по трещиноватым породам вследствие сильной вибрации бурового инструмента. Это неминуемо приведет и к выпадению замкового элемента, а следовательно и к выходу опоры в целом. Преждевременный же выход опоры резко снижает эффективность работы долота в целом.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение ресурса работы долота в целом за счет повышения надежности крепления шарошек.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающем лапы, на наклонных цапфах которых, выполненных с кольцевыми канавками, установлены шарошки, закрепленные посредством фиксаторов, внутренний конец каждого из которых совмещен с кольцевой канавкой цапфы, согласно изобретению каждый фиксатор выполнен в виде ступенчатого единого стержня, причем ступень большего диаметра выполнена с пазом, расположенным на ее боковой поверхности и совмещенным с хвостовиком породоразрушающего зубка, установленного на затылочной части шарошки.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что ступень фиксатора большего диаметра выполнена с осевым каналом, в котором закреплен породоразрушающий элемент.

Изобретение поясняется чертежом, где на: фиг.1 представлен общий вид долота; на фиг.2 - узел фиксации шарошки на цапфе в увеличенном масштабе, на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.

Буровое долото содержит корпус 1 с резьбой 2 и наклонными цапфами 3, на которых установлены конические шарошки 4, затылочная часть которых армирована породоразрушающими, например, твердосплавными зубками 5. Шарошки 4 закреплены на цапфах 3 посредством фиксаторов 8, внутренний конец каждого из которых совмещен с кольцевой канавкой 7 цапфы 3. Каждый фиксатор 8 выполнен в виде ступенчатого единого стержня, причем ступень большего диаметра 9 выполнена с пазом 10, расположенным на ее боковой поверхности и совмещенным с хвостовиком породоразрушающего зубка 5, установленного на затылочной части шарошки 4. При этом ступень фиксатора большего диаметра 9 выполнена с осевым каналом 11, в котором закреплен породоразрушающий элемент 12, обеспечивающий равномерность шага между породоразрушающими зубками 13. Опора может быть оснащена радиальными подшипниками скольжения в виде втулок 6.

Монтаж предложенного долота заключается в следующем. Вначале осуществляется сборка лап с шарошками 4. С этой целью на цапфах 3 или подшипниках скольжения 6, выполненных с кольцевыми канавками 7 на наружной поверхности, устанавливают шарошки 4 и фиксируют их от осевого перемещения их посредством фиксатора 8. После этого совмещают паз 10 фиксатора 8 с хвостовиком породоразрушающего зубка 5, используемого для армировки затылочной части шарошки 4.

Благодаря совмещению хвостовиков породоразрущающих зубков 5 с пазами 10 на боковой поверхности фиксатора 8 полностью исключается выпадение фиксаторов 8. Это позволяет значительно повысить надежность крепления шарошек и повысить ресурс работы долота в целом. Использование в качестве замкового элемента фиксатора 8 в виде единого стержня упрощает как технологию изготовления долот, так и их сборку. Учитывая, что при этом паз 10 выполняется на боковой поверхности стержня, изготавливаемого из стали, а не из твердого сплава, это также упрощает технологию изготовления долота.

Применение предложенного изобретения позволяет в первую очередь упростить технологию изготовления долота и повысить надежность крепления шарошек и как следствие этого повысить надежность работы опоры и снизить стоимость бурового долота в целом.

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости, разрушение которых не требует значительных осевых нагрузок. Обеспечивает повышение ресурса работы долота, повышение надежности крепления шарошек на цапфах. Буровое долото включает лапы с наклонными цапфами, на которых установлены шарошки, затылочная часть которых армирована породоразрушающими зубками, причем шарошки закреплены на цапфе посредством фиксаторов, внутренний конец каждого из которых совмещен с кольцевой канавкой цапфы. Каждый фиксатор выполнен в виде ступенчатого единого стержня, причем ступень большего диаметра выполнена с пазом, расположенным на ее боковой поверхности и совмещенным с хвостовиком породоразрушающего зубка, установленного на затылочной части шарошки. Ступень фиксатора большего диаметра может быть выполнена с осевым каналом, в котором закреплен породоразрушающий элемент. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Буровое долото, включающее лапы с наклонными цапфами, на которых установлены шарошки, затылочная часть которых армирована породоразрушающими зубками, причем шарошки закреплены на цапфе посредством фиксаторов, внутренний конец каждого из которых совмещен с кольцевой канавкой цапфы, отличающееся тем, что каждый фиксатор выполнен в виде ступенчатого единого стержня, причем ступень большего диаметра выполнена с пазом, расположенным на ее боковой поверхности и совмещенным с хвостовиком породоразрушающего зубка, установленного на затылочной части шарошки.

2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что ступень фиксатора большего диаметра выполнена с осевым каналом, в котором закреплен породоразрушающий элемент.