Породоразрушающий зубок бурового долота Советский патент 1987 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к породоразрушаюшим элементам шарошечных долот.

Целью изобретения является повышение ресурса породоразрушающего элемента путем повышения прочности зубка с сохранением начальной скорости проходки на протяжении первой половины времени его работы.

На фиг. 1 изображен стальной зубок, вариант выполнения ступенчатого сопряжения боковых граней с двух сторон клина, общий вид; на фиг. 2 - то же, вариант выпо.лнения ступенчатого сопряжения боковых граней с одной стороны клина; на фиг. 3 - твердосплавный ступенчатый зубок,

10

наклона отдель ых ее участков. Так, на фиг. 6 на высоте /г-/г нижней ступени зубка угол Y клика между верхними участками наклонных граней 4 выполнен больше угла у клина между нижними участками этих граней, что сохраняет прочность зубка.

Работа зубка заключается в следуюшем.

При вращении долота шарошки перекатываются по забою и в результате динамического воздействия - вдавливания зубков в породу - происходит разрушение породы. Взаимодействуют зубки с породой своей рабочей кромкой, которой является вершина 2 зубка.

В процессе работы срабатывается верхняя часть - первая ступень зубка, и за счет

обший вид; на фиг. 4 - проекция твердо- 15 небольшого угла клина у вершины площадь

сплавного зубка, вариант ступенчатого сопряжения с двух сторон клина; на фиг. 5 - то же, с одной стороны клина; на фиг. 6 - вариант выполнения нижней ступени твердорабочей кромки увеличивается незначительно и незначительно уменьшается механическая скорость разрушения породы. Поддержание механической скорости практичесплавного зубка с наклонной боковой гранью, ски постоянной происходит до момента сраимеющеи различные углы наклона отдельных ее участков.

Зубок клиновидной формы состоит из двух ступеней с основанием 1 и верщиной 2, являющейся рабочей кромкой. Верхняя ступень имеет одну наклонную грань 3 у вер- 25 шины зубка с одной стороны клина (фиг. 2 и 5) или две с двух сторон клина (фиг. 1, 3, 4, 6). Нижняя ступень также имеет наклонную грань 4 у основания с одной стороны клина (фиг. 2 и 5) или с двух сторон клина (фиг. 1, 3, 4, 6). Боковые наклонные грани 3 30 и 4 имеют различные углы наклона. Обе ступени имеют общие торцовые грани 5.

Наклонные грани 3 и 4 имеют ступенчатое сопряжение через площадку б, упрочняющую зубок. Площадка 6 выполняется

1

ботки зубка на - -j своей высоты, т. е.

первой ступени, что занимает около половины времени работы зубка.

Усилия, возникающие в зубке при работе, не доходят до критических ни в верхней половине, ни в нижней и не превышают прочности зубка.

Механическая скорость при работе остав

/31,. шеися частью зубка (- -- общей высоты)

будет значительно уменьшена.

При бурении среднеабразивных пород долото с данными зубками обеспечит начальную скорость проходки в течение первой половины долбления, а при использовании

на высоте h от основания 1, равной I - твердос плавных зубков - увеличение и на flлITO Пии/ЛТЛ Г ътП/-(ТМ nnr vnnlywI ГЧХ Г1Л7ПО1ЛД|Л

общей высоты Н зубка (фиг. 1-6).

Зубок может быть упрочнен с одной сточальной скорости проходки. При бурении неабразивных и малоабразивных пород долото с данными зубками будет обеспечивать постоянную наибольшую скорость проходки

РОНЫ клина или с двух сторон, для чего Q благодаря возможности максимального уг- ступенчатость площадки 6 выполняется с одной или с двух сторон зубка. При упрочнении зубка с одной стороны другая наклонная грань 7 клина может выполняться вогнутой или при невыполнимости такой формы по технологическим причинам - просто на- 45 клонной.

Угол 7 клина при вершине 2 между наклонными боковыми гранями 3 должен не превышать 15°, а угол 7 клина у основания I между боковыми наклонными гранями 4

дубления в породу на величину половины их высоты и беспрепятственному перекатыванию шарошек без зависания на впадинах и выступах забоя ввиду большой полной их высоты.

Формула изобретения

1. Породоразрушающий зубок бурового долота, имеющий клиновидную форму с раздолжен быть равен 30-50°. При односто- 50 цыми углами наклона боковой грани при

ронней ступенчатости угол наклона грани 7 равен половине угла клина у основания, т. е. 15-25°.

Для уменьшения площадки 6, являющейся определяющей механической скорости проходки при вступлении в работу второй ступени, боковую наклонную грань 4 нижней ступени можно выполнять с разными углами

вершине зубка и у основания и рабочей кромкой на вершине зубка, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса путем повышения его прочности при сохранении начальной скорости проходки на первом этапе его работы, боковые грани на высоте зубка от основания, составляющей 1/2-3/4 общей его высоты, имеют ступенчатое со0

наклона отдель ых ее участков. Так, на фиг. 6 на высоте /г-/г нижней ступени зубка угол Y клика между верхними участками наклонных граней 4 выполнен больше угла у клина между нижними участками этих граней, что сохраняет прочность зубка.

Работа зубка заключается в следуюшем.

При вращении долота шарошки перекатываются по забою и в результате динамического воздействия - вдавливания зубков в породу - происходит разрушение породы. Взаимодействуют зубки с породой своей рабочей кромкой, которой является вершина 2 зубка.

В процессе работы срабатывается верхняя часть - первая ступень зубка, и за счет

5 небольшого угла клина у вершины площадь

рабочей кромки увеличивается незначительно и незначительно уменьшается механическая скорость разрушения породы. Поддержание механической скорости практически постоянной происходит до момента сра1

ботки зубка на - -j своей высоты, т. е.

первой ступени, что занимает около половины времени работы зубка.

Усилия, возникающие в зубке при работе, не доходят до критических ни в верхней половине, ни в нижней и не превышают прочности зубка.

Механическая скорость при работе остав

/31,. шеися частью зубка (- -- общей высоты)

будет значительно уменьшена.

При бурении среднеабразивных пород долото с данными зубками обеспечит начальную скорость проходки в течение первой половины долбления, а при использовании

твердос плавных зубков - увеличение и наблагодаря возможности максимального уг-

дубления в породу на величину половины их высоты и беспрепятственному перекатыванию шарошек без зависания на впадинах и выступах забоя ввиду большой полной их высоты.

Формула изобретения

1. Породоразрушающий зубок бурового долота, имеющий клиновидную форму с разцыми углами наклона боковой грани при

вершине зубка и у основания и рабочей кромкой на вершине зубка, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса путем повышения его прочности при сохранении начальной скорости проходки на первом этапе его работы, боковые грани на высоте зубка от основания, составляющей 1/2-3/4 общей его высоты, имеют ступенчатое сопряжение участков с разными углами наклона боковых граней, а угол между боко2. Породоразрушаюш: Н зубок по п. 1, отличающийся тем, что боковые наклонные

вымя гранями при вершине зубка не пре-грани у основания выполнены с разными

вышает 15°.углами наклона отдельных их участков.

2. Породоразрушаюш: Н зубок по п. 1, отличающийся тем, что боковые наклонные

Фиг.2

Фаг. 5

f

Фиг.5

Фиг. 6

Изобретение относится к области буровой техники и позволяет повысить ресурс зубка путем повышения- его прочисти при сохранении начальной скорости проходки на первом этапе его работы. Зубок имеет клиновидную форму с разными углами наклона (УН) боковых граней (БГ) 3 и 4 соответственно при вершине зубка и у основания. На вершине 2 зубка расположена рабочая кромка. Причем БГ 3, 4 на высоте зубка от основания, составляюш,ей 1/2-:-3/4 общей его высоты, имеют ступенчатое сопряжение участков с разными УН их БГ. У основания зубка БГ 4 выполнены с разными УН отдельных их участков. Угол между БГ при вершине 2 зубка не превышает 15°. В процессе работы зубка срабатывается его верхняя часть. За счет малого угла клина у вершины 2 зубка плош,адь кромки изменяется незначительно. В результате незначительно уменьшается и скорость разрушения породы. Эта скорость поддерживается до момента сработки зубка на 1/2-3/4 своей высоты. Далее механическая скорость зубка значительно уменьшается. Усилия, возникаюш,ие на зубке при его работе, не доходят до критических и не превышают прочности зубка. 1 з. п. ф-лы, 6 ил. UJ (Л R го 00 Од 00 Фг/г.7