Буровое долото Советский патент 1985 года по МПК E21B10/46 

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

Известно буровое долото, состоящее из корнуса и рабочих секторов, оснащенных породоразрушающими вставками разного размера, мелкие из которых размещены по всему объему матрицы, а крупные - на передней грани секторов, рядами, соответствующими профилю матрицы 1.

Однако в долоте определенную сложность представляет установка крупных алмазов с обеспечением полного перекрытия забоя скважины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с рабочими секторами, на передней грани которых по концентрическим окружностям размещены режущие элементы, состоящие из алмазного и металлического слоев 2.

Недостатками известного долота являются низкая эксплуатационная стойкость, связанная со сколом алмазного слоя в периферийной части долота, и малая скорость бурения из-за нерациональной схемы армировки секторов. ,

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости долота и скорости бурения.

Цель достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус с рабочими секторами, на передней грани которых по концентрическим окружностям размещены режущие элементы, состоящие из алмазного и металлического слоев, периферийные режущие элементы снабжены металлическим слоем, при этом количество режущих элементов П1 в концентрических рядах определяется по формуле

cozcpi fi,

где ф1 - угол наклона образующей долота в зоне i-ro ряда к плоскости, перпендикулярной центральной оси долота;iij - расстояние от оси долота до i-ro

ряда; k - коэффициент пропорциональности,

равный 0,3-0,6.

На фиг. 1 изображено долото, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид со стороны рабочего торца; на фиг. 3 - расчетная схема размещения режущих элементов в C;jKTOpe.

Буровое долото включает металлический корпус 1 и сектора 2, на которых по.

концентрическим окружностям размещены ре жущие элементы 3, состоящие из алмазного и металлического слоев. Режущие элементы 3 по передней грани 4 сектора 2 в центре долота обнажены алмазным слоем, а на периферии - металлическим слоем, и их количество п в концентрическом ряду определяется по формуле

nt kcoscpiri,

где ф1 - угол наклона образующей долота к плоскости, перпендикулярной центральной оси в зоне i-ro ряда; . - расстояние от оси долота 1-го

ряда;

К - коэффициент пропорциональности, равный 0,3-0,6.

Заделка периферийных режущих элементов в секторе таким образом, когда об-, наженным на гранях оказывается металлический слой, сводит к минимуму повреждения

алмазного слоя от ударных нагрузок, так как ударная нагрузка принимается металлическим слоем и гасится сектором, а алмазный слой оказывается надежно защищенным. Увеличение механической скорости бурения обеспечивается за счет повышения

ударостойкости периферийной части сектора, предохранения алмазного слоя режущего элемента от скола, выкрашивания и повышенного износа. .

Боковые грани секторов конусной околоцентральной части армированы таким образом, что обнажен на гранях алмазоносный слой. Это улучшает самозатачиваемость центральных режущих элементов, не дает им зашлифовываться и позволяет эффективно разбуривать конус породы.

В процессе работы в предлагаемом долоте

все режущие элементы в кольцевых рядах работают в одинаковых условиях. Это до-стигается за счет равномерного распределения нагрузок, действующих на них, которые учитываются предлагаемой формулой.

Профиль долота представляет собой профиль равновесного износа, который позволяет значительно продлить работу режущих элементов 3 (вплоть до их полного износа), при одновременном обеспечении эффективной работы режущих элементов 3 каждого ряда за счет их равномерной загрузки по всему радиусу долота.Это способствует повыщению износостойкости предлагаемого долота в целом и механической

скорости бурения, что подтверждено экспериментальными данными.

БУРОВОЕ ДОЛОТО, содержащее корпус с рабочими секторами, на передней грани которых по концентрическим окружностям размещены режущие элементы, состоящие из алмазного и металлического слоев, отличающееся тем, что, с целью повыщения его эксплуатационной стойкости и скорости бурения, периферийные режущие элементы обнажены металлическим слоем, при этом количество режущих .элементов п, в концентрических рядах- определяется по формуле СО5ф1 П, гдеугол наклона образующей долота в зоне i-ro ряда к плоскости, перпендикулярной центральной оси до лота; расстояние от оси долота доi-ro ряда; коэффициент пропорциональности, равный 0,3-0,6. л (Л О5г Фиг.1