Буровое шарошечное долото Советский патент 1984 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам.

Известно буровое шарошечное долото, включаюшее шарошки с периферийными венцами в виде фрезерованных продольных зубьев 1.

Недостатком этого долота является относительно невысокая эффективность бурения, обусловленная преждевременным износом периферийных венцов, шарошек, особенно тех участков их зубьев, которые непосредственно образуют и калибруют ствол скважины, так как на эти участки приходится наибольший объем работы по разрушению забоя и калибровке ствола скважины, а геометрические параметры зубьев по всей длине последних постоянны, что приводит к их неравнопрочности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является буровое шарошечное долото, включаюш.ее по крайней мере одну шарошку с периферийным венцом в виде фрезерованных зубьев, содержаодих основной продольный участок и примыкающий к нему по периферии со стороны боковой грани зуба дополнительный поперечный калибрующий участок 2.

Данное долото имеет повышенную износостойкость за счет увеличения тыльной калибрующей поверхности зубьев периферийного венца шарошки путем снабжения зубьев дополнительным поперечным калибрующим участком, прилегающим к основному продольному участку по периферии со стороны боковой грани зуба. Однако выполнение на периферийном венце щарошки зубьев указанной формы усложняет технологию изготовления долота, так как для их обработки требуется применение двух наборов конических фрез различной формы. Не обладают эти зубья и достаточной прочностью, поскольку для них характерны резкий переход от основного продольного участка к дополнительному поперечному и постоянная ширина площадки притупления поперечного участка. Первое приводит к возникновению зон концентрации напряжений и скачкообразному изменению действующих на зуб нагрузок при его прокатывании по забою, а второе - к быстрому истончению по мере износа долота по диаметру поперечного участка зубьев с последующим его сколом, чему в значительной степени способствует наличие зон концентрации напряжений и скачкообразно изменяющихся нагрузок на зубья. Затруднено в таком долоте и удаление разрушенной породы из угловой зоны забоя. Объясняется это тем, что поперечный участок зубьев прилегает к продольному со стороны задней по ходу вращения Щарошки боковой грани зуба и поэтому препятствует выносу разрущенной породы из-под зубьев периферийного венца.

Перечисленные недостатки снижают эффективность работы долота.

Цель изобретения - упрощение технологии изготовления и повышение эффективности работы долота.

Указанная цель достигается тем, что в известном долоте, включающем по крайней мере одну шарошку с периферийным венцом в виде фрезерованных зубьев, содержаших основной продольный участок и примыкающий к нему по периферии со стороны боковой грани зуба дополнительный поперечный калибрующий участок, последний примыкает к продольному со сторонь передней по ходу врашения щарошки боковой грани зуба,

5 причем эти участки плавно сопряжены между собой по вогнутой поверхности.

На фиг. 1 схематически изображено буровое шарощечное долото; на фиг. 2 - зубья периферийного венца шарощки в увеличенном масштабе.

Долото включает по крайней мере одну шарошку 1 с периферийным венцом в виде фрезерованных зубьев 2, содержаших основной продольный участок 3 и примыкающий к нему по периферии со стороны пе5 редней по ходу вращения щарошки дополнительный поперечный калибрующий участок 4, причем эти участки плавно сопряжены между собой по вогнутой поверхности 5.

Такое выполнение долота позволяет упростить технологию изготовления и повы0 сить эффективность работы долота.

Упрощение технологии изготовления долота достигается за счет нарезания продольных и поперечных участков зубьев периферийного венца щарошки с помощью одного и того же набора конических фрез. Для это5 го сначала конической фрезой нарезают продольные зубья с шириной площадки притупления, равной длине поперечного участка зуба, а затем той же фрезой после ее поворота и наклона фрезеруют переднюю по ходу вращения щарощки боковую грань зубьев, в результате чего получается поперечный участок с плавным переходом в продольный по вогнутой поверхности. Повышение эффективности работы долота достигается за счет ликвидации резких переходов от пос перечного к продольному участку зубьев периферийного венца шарощки, что устраняет зоны концентрации напряжений и обеспечивает плавное изменение нагрузки на зубья при их прокатывании по забою. Это достигается за счет постепенного увеличе0 ния ширины поперечного участка в направлении продольного, что практически исключает возможность аварийного скола поперечного участка, вызываемого уменьщением его толщины, вследствие износа долота по диаметру, а также за счет того, что вогну5 тая поверхность на передней по ходу вращения шарошки боковой грани зуба, сопрягающая продольный и опережающий по отнощению к последнему поперечный участки зуба, обеспечивает направленное перемещение разрушенной породы от периферии забоя к центру и улучшает, тем самым, очистку угловой зоны забоя.

Все это позволяет сократить затраты на изготовление долота и одновременно повысить проходку на долото и производительность бурения.

БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, включающее по крайней мере одну шарЪшку с периферийным венцом в виде фрезерованных зубьев, содержащих основной продольный участок и примыкающий к нему по периферии со стороны боковой грани зуба дополнительный поперечный калиб рующий участок, отличающееся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повыщения эффективности работы долота, поперечный участок примыкает к продольному со стороны передней по ходу вращения шарощки боковой грани зуба, .причем эти участки плавно сопряжены между собой по вогнутой поверхности. (Л (;О 1