Шарошка бурового долота (варианты) Российский патент 2018 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, а именно к их шарошкам.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является шарошка бурового долота, содержащая кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, при этом центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки (SU 428076, МПК Е21В 10/16, 15.05.1974).

Конструкция указанной шарошки долота не позволяет полностью использовать режущие и ударные возможности твердосплавного вооружения. Все нагрузки воспринимаются одной стороной твердосплавных вставок и окружающей их частью шарошек, куда запрессованы вставки, при этом противоположная сторона в работе не участвует.

В связи с вышеизложенным, технический результат изобретения - увеличение производительности и повышение долговечности вооружения шарошки и долота в целом путем более надежного крепления вставок.

Указанный технический результат решается тем, что в шарошке бурового долота, содержащей кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки, центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину менее половины диаметра вставки, а точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки.

Согласно второму варианту, в шарошке бурового долота, содержащей кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки, центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину S, равную менее половины диаметра вставки, а точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки на величину К, причем выполняется условие К=S.

Согласно третьему варианту, в шарошке бурового долота, содержащей кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки, центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину S, равную менее половины диаметра вставки, а точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки на величину К, причем выполняется условие К>S.

На фиг. 1 показана описываемая шарошка.

Буровое шарошечное долото включает лапы 1 с цапфами, на которых смонтированы шарошки 2 с помощью подшипников 3.

Шарошка 2 бурового долота содержит кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками 4, при этом центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности (с радиусом R) с центром, расположенным на оси шарошки. Центр указанной части окружности смещен от оси вставки 4 центрального венца в сторону вершины шарошки на величину S, равную менее половины диаметра вставки 4. Точка пересечения оси вставки 4 с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки на величину К (см. фиг. 1). Благодаря такому расположению (смещениям S и К) сторона 5 центрального венца, которая воспринимает действие вертикальных нагрузок со стороны забоя, имеет большую толщину и большую прочность, а сторона 6, которая не воспринимает действие указанных нагрузок, имеет меньшую толщину и меньшую прочность. Величина S зависит от угла наклона α профиля плоскости забоя к горизонтали. Для оптимальной работы шарошки должно выполняться условие К=S, тогда распределение нагрузок по сторонам 5 и 6 венца будет наиболее оптимальным. Для гарантированной стойкой и долговечной работы шарошки должно выполняться условие K>S, тогда вертикальные нагрузки со стороны забоя гарантированно не повлияют на стойкость стороны 5 венца, однако в этом случае отмечается перерасход материала корпуса шарошки. В любом случае, выбор соотношений величин K и S зависит от требуемых условий работы шарошки и может быть подобран исходя из указанных выше соображений.

В процессе работы усилия направлены на упрочненную стенку 5 венца, которая имеет увеличенные габаритные размеры и поэтому легко воспринимает усиленные ударные нагрузки без значительных деформаций, что обеспечивает надежное удержание зубков в их цилиндрических отверстиях, а следовательно, позволяет повысить производительность. При сверлении гнезд под вставки на указанном центральном венце, как наиболее нагруженном, их входная кромка получается кольцевой. Это исключает перекос зубков в начальный момент запрессовки и повышает прочность их крепления в гнезде.

Группа изобретений относится к буровым шарошечным долотам, а именно к шарошкам. Технический результат заключается в повышении прочности крепления вставок. Шарошка бурового долота содержит кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками. Центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки. Центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину менее половины диаметра вставки. Точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки. 3 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Шарошка бурового долота, содержащая кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, при этом центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки, отличающаяся тем, что центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину менее половины диаметра вставки, а точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки.

2. Шарошка бурового долота, содержащая кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, при этом центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки, отличающаяся тем, что центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину S, равную менее половины диаметра вставки, а точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки на величину К, причем выполняется условие K=S.

3. Шарошка бурового долота, содержащая кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, при этом центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки, отличающаяся тем, что центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину S, равную менее половины диаметра вставки, а точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки на величину К, причем выполняется условие K>S.