БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО Российский патент 2014 года по МПК E21B10/16 

Описание патента на изобретение RU2515795C2

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, применяемому в бурении скважин, а именно к шарошечным долотам.

Известно шарошечное долото, включающее шарошки с вооружением, выполненным в виде зубьев, рабочая поверхность которых согласуется с образующими поверхностями конусов шарошки [1]. Поверхность забоя повторяет образующие рабочей поверхности вооружения шарошек (зубьев).

Шарошки, как утверждается в [2], выполняются, в основном, двухконусными. Рабочие поверхности зубьев таких шарошек размещены под углом к плоскости забоя перпендикулярно оси долота и поэтому при нагружении создают меньшее напряженное состояние в горной породе забоя, чем, если бы они были перпендикулярны оси долота, в силу большей площади приложения равнодействующей нагрузки.

Указанные недостатки частично устранены в двухшарошечных долотах с двухконусными шарошками, у которых рабочие поверхности зубчатого вооружения конусов при вершинах шарошек выполнены перпендикулярно оси долота в месте контакта с забоем.

Известное шарошечное долото [3], принятое за прототип, включает двухконусные шарошки, у которых рабочие поверхности зубчатого вооружения конусов при вершинах шарошек в месте контакта с забоем выполнены перпендикулярно оси долота, а рабочие поверхности зубчатого вооружения периферийных конусов согласованы с образующей этих конусов. В таком случае более ¾ площади забоя разрушается менее эффективным способом без нормального приложения нагрузки и скола формирующейся ступенчатой поверхности забоя.

Целью изобретения является повышение показателей эффективности работы долота, а именно увеличения механической скорости бурения.

Указанная цель достигается тем, что в известном двухшарошечном долоте, а также одно- и многошарошечных долотах, включающих многоконусные шарошки, рабочая поверхность зубчатого вооружения каждого венца в месте контакта с забоем выполняется перпендикулярной оси долота, образуя между вооружением шарошек ступенчатую поверхность. В конструкцию шарошек вводятся венцы, рабочая поверхность каждого зуба которых в месте контакта с забоем перпендикулярна оси долота. Это позволяет увеличить нагрузку разрушения за счет уменьшения площади контакта долота с породой, а также формировать на забое многоступенчатую поверхность, которая разрушается с меньшими энергетическими затратами в силу скола края ступеньки. Указанные изменения обеспечивают увеличение скорости бурения.

Увеличение удельной контактной нагрузки для повышения скорости бурения вполне реализуемо при уменьшении площади контакта зуба с поверхностью забоя. При постоянстве притупления зуба снизить площадь контакта можно уменьшив длину его рабочей поверхности, что достигается размещением этой поверхности в плоскости, перпендикулярной оси долота в месте контакта его с забоем в рамках многоконусности шарошек (фиг.1).

Исследования по разрушению ступеньки указывают на то, что размещение рабочих поверхностей вооружения отдельных венцов в плоскостях, перпендикулярных оси долота, находящихся на разных уровнях, может способствовать повышению эффективности бурения за счет скола части формируемой при этом ступеньки. Сама ступенька разрушается с меньшими энергетическими затратами, чем плоский забой.

Для уточнения эффективности предлагаемого изобретения разработана конструкция со схемой поражения забоя, приведенной на фиг.1, и изготовлена малая промышленная партия долот 2Э215, 9Т-ПВ (фиг.2), за базу для конструирования которых принято серийное долото с двухконусными шарошками 215, 9Т-ПВ.

На фиг.1 показана схема поражения забоя I, II, III шарошкой предлагаемого долота 2Э215, 9Т-ПВ.

На фиг.2 представлено долото 2Э215, 9Т-ПВ.

Отработка долот 2Э215, 9Т-ПВ производилась на станках 2СБШ-200 в карьерах Докучаевского флюсодоломитного завода. В среднем, превосходство по механической скорости на разных карьерах предприятия составило от 40 до 70%, причем это преимущество позволило поднять проходку на долото не менее чем на 30%. В отдельных случаях, в частности на карьерах Новотроицкого рудоуправления ДФДЗ, где бурение велось на станке БСВ с винтовым компрессором, превосходство по скорости бурения достигало 160%.

Источники информации

1. Палий П.А., Корнеев К.Е. Буровые долота, М., "Недра", 1971, 446 с.(аналог).

2. Мокшин А.С., Владиславлев Ю.Е., Комм Э.А. Шарошечные долота, М., "Недра", 1971, 215 с.

3. Патент США №2032575. Шарошечное долото (03 Март 1936).

Похожие патенты RU2515795C2

название год авторы номер документа
МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ШАРОШЕЧНЫЙ БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ 2012
  • Синев Станислав Васильевич
RU2513650C2
ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 1987
  • Синев Станислав Васильевич
RU2009306C1
ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2012
  • Синев Станислав Васильевич
RU2507363C2
ЗУБОК ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА ДЛЯ БУРЕНИЯ НЕПРОНИЦАЕМЫХ ПОРОД 2012
  • Синев Станислав Васильевич
RU2517656C2
Буровое двухшарошечное долото 1989
  • Питерский Владимир Михайлович
  • Панин Николай Митрофанович
  • Смирнов Вячеслав Геннадьевич
  • Мандзюк Виталий Дмитриевич
SU1745860A1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2013
  • Сериков Дмитрий Юрьевич
  • Ясашин Виталий Анатольевич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2522608C1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2010
  • Буткин Владимир Дмитриевич
  • Гилев Анатолий Владимирович
  • Догадин Дмитрий Сергеевич
  • Чесноков Валерий Тимофеевич
RU2451151C1
Буровое шарошечное долото 1990
  • Бирман Валерий Авраамович
  • Перегудов Александр Алексеевич
  • Кузнецов Владимир Федорович
  • Якимов Вадим Петрович
SU1793079A1
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО 2014
  • Сериков Дмитрий Юрьевич
  • Ясашин Виталий Анатольевич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2543823C1
ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО ДЛЯ РЕАКТИВНО-ТУРБИННОГО БУРЕНИЯ 1994
  • Ясашин Виталий Анатольевич[Ru]
  • Макаров Николай Григорьевич[Ru]
  • Назаров Александр Михайлович[Ru]
  • Сериков Дмитрий Юрьевич[Ru]
  • Сидненко Николай Александрович[Ua]
  • Тесля Николай Ефимович[Ua]
RU2090732C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 515 795 C2

Реферат патента 2014 года БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Техническим результатом является увеличение механической скорости бурения. Буровое шарошечное долото включает многоконусные шарошки, рабочая поверхность зубчатого вооружения венцов которых у каждой шарошки сформирована несколькими образующими конических поверхностей. Рабочая поверхность зубчатого вооружения каждого венца в месте контакта с забоем выполнена перпендикулярной оси долота, образуя между вооружением шарошек ступенчатую поверхность. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 515 795 C2

Буровое шарошечное долото, включающее многоконусные шарошки, рабочая поверхность зубчатого вооружения венцов которых у каждой шарошки сформирована несколькими образующими конических поверхностей, отличающееся тем, что с целью увеличения механической скорости бурения рабочая поверхность зубчатого вооружения каждого венца в месте контакта с забоем выполняется перпендикулярной оси долота, образуя между вооружением шарошек ступенчатую поверхность.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2515795C2

АМОРТИЗАЦИОННО-НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО 1991
  • Кабаков В.Н.
  • Тараканов Ю.В.
  • Шибанов М.В.
  • Миронов Н.А.
RU2032575C1
Способ изготовления постоянных магнитов 1928
  • Шишкин А.Н.
SU15777A1
ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО1- •? •:,'У^а^'*|'Я'1Л; «^-..-'_r..;--.r>&--^.ijj-;1^;^5ЬишЧ^.Ай^;1г.^;?1й;ВСЕСОЮЗНАЯ^^ПВ^ОТй 0
  • В. И. Терентьев, Н. Т. Неред, Б. М. Радии Ев, Р. М. Манер,
  • Н. Н. Манько, Ф. Н. Ивлев, Е. Б. Шевкуи, Г. Васильев
  • И. И. Карелкин
SU334363A1
Буровое шарошечное долото 1990
  • Бирман Валерий Авраамович
  • Перегудов Александр Алексеевич
  • Кузнецов Владимир Федорович
  • Якимов Вадим Петрович
SU1793079A1
US 3946820 A, 30.03.1976
EP 0707130 A2, 17.04.1996
МОКШИН А.С
и др
Шарошечные долота
М., "Недра", 1971, с.34, рис.18

RU 2 515 795 C2

Авторы

Синев Станислав Васильевич

Даты

2014-05-20Публикация

2012-03-12Подача