Шарошечное долото Советский патент 1984 года по МПК E21B10/22 

Изобретение относится к буровым долотам, 3 именно к и1арошечным долотам, применяемым при бурении скважин.

Известно шарошечное долото, содержащее шарошки, установленные посредством опор на цапфах лап 1 Недостатком его является отсутствие возможности тормозить шарошек д.1я обеспечения скольжения зубков шарошек по заб.ою.

Известно также шарошечное долото, содержаш,ее шарошки с вооружением, установленным на цапфах лап посредством подшипников качения и скольжения 2.

Недостатком его является низкое пульсационное воздействие на забой.

Цель изобретения - повышение эффективности д ;лота за счет создания ударноскалывающего режима работы вооружения.

Поставленная цель достигается тем, что в mapOHJe4HOM долоте, содержащем шарошки с вооружение.м, установленные на цапфах лап посредством подшипников качения и скольжения, на соответствующих цилиндрических поверхностях цапфы и щарощки установлены сегменты из постоянных магнитов, обращенные один к другому разноименными полюсами.

На фиг. 1 показан разрез, щарон1ки с цапфой лапы долота; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Шарошечное долото состоит из шарошки 1 с зубками 2, установленной посредством опор 3-5 на цапфе 6 лапы долота 7. В одном из рядов опор 5 тела шарошки 1 и цапфы 6 установлены сегменты из постоянных магнитов 8 и 9, обращенные один к другому разноименными полюсами и изолированные от тел шарощки 1 и цапфы 6 кожухом 10, выполненным из немагнитного материала (фиг. 2).

Шароа еч11ое долото работает следующим образом.

При погружении зубков 2 долота в породу забоя шарошка 1 получает вращательное движение относительно цапфы 6. При этом полюса магнитных сегментов 8 и 9 прерывисто контактируют. При вращении шарошки в то мгновение, когда южный полюс сегмента 8, установленного на щарошке 1, будет р асноложен напротив северного полюса магнитного сегмента 9, установленного на цапфе 6, притяжение между магнитами будет максимальным и, сскяветственно. к будет приложен большой тормо:зной момент. При этом контактирующие с забоем зубья шарошки будут соверщать скольжения и срез поверхностого слоя породы. С увеличением глубины внедрение зубьев 2 в породу вращающий щарощку момент увеличивается, и полюса магнитов 8 и 9 удалятся друг от друга. При этом тормозной момент, приложенный к щарошке 1, будет уменьшаться и станет равным нулю в тот момент, когда постоянные магниты 8

щарощки 1 будут находиться на равноотдаленном расстоянии от магнитов 9 цапфы 6. При дальнейшем вращении щарошки 1 появится дополнительный вращающий момент, вызванный притяжением разноименных поj люсов магнитов щарощки 1 и цапфы 6, который будет возрастать до тех пор, пока разноименные полюса магнитов 8 и 9 шарошки 1 и цапфы 6 не окажутся один против другого. В этот момент щарощка I получит максимальное ускорение вращения и ее зуб0 ки 2 окажут на забой мгновенный динамический удар. Таким образом, в результате взаимодействия постоянных магнитов 8 и 9 щарошка 1 будет вращаться неравномерно, т.е. после каждого торможения будет слег довать ускорение.

Такой режи.м вращения шарошки можно регулировать количеством установленных магнитов в шарошке 1 и цапфе 6, а также временем контактирования полюсов магнитных масс, т.е. длиной дуги контакта маг0 нитов по их периметру на цапфе 6 и на шарошке 1 (фиг. 2). Обеспечением нульсационного режима вращения шарошки 1 достигается возможность повысить эффективность разрушения забоя скважины зубками долота в режиме дробления и скалы5 вания. Такой режим разрущения забой особенно важен для бурения скважин с вставными твердосплавными зубками.

По сравнению с известными устройствами, изобретение дает воз.можность устраQ нить на забое образование гребнеобразной поверхности, снижающей- эффективность бурения. Режим скалывания и динамического разрушения забоя при пульсационном вращении шарошки влечет увеличение проходки на долото и скорости бурения на

5 25-30%, что дает возможность на глубине 3000 м при проходке на одно долото О получить дополнительн ю нроходку около 3 м. При стоимости проходки 200 руб. это дает -:)кономию на одно долото 6(Н) .. d для 1000 долот около 600i).)( .

8

10

ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО, содержащее шарошки с вооружелием, установленные на цапфах лап посредством подшипников качения -и скольжения, отличающееся тем, что, с целью повышения его эффектив ности за счет создания ударно-скалывающего режима работы вооружения, на соот: ветствующих цилиндрических поверхностях цапфы и шарошки установлены сегменты .из постоянных магнитов, обра1Ценные один к другому разноименными полюсами. (О го tN9 00

Фиг 2