Шарошка для бурового агрегата планетарного типа Советский патент 1988 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к породо- разрзтпающему инструменту, а именно к шаро шкам для буровых агрегатов планетарного типа.

Цель.изобретения - повышение эффективности бурения путем увеличения работоспособности шарошки за счет обеспечения работы венцов в режиме качения.

На фиг.1 изображена шарошка,об- ШЯЙ вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - дополнительная секция шарошки, вид с торца.

Шарошка для,бурового агрегата планетарного типа содержит корпус 1, с породоразрушающими 2 и калибруюшими 3 венцами, опорный узел 4, на которо смонтирован корпус 1, дополнительную секцто 5 с породоразрушающими венцами 6, установленную на корпусе посредством шаровой опоры 7 в виде шлицеврго соединения с возможностью ограниченного пов.орота в плоскостях, проходяш х через ось шарошки. Наружная поверхность 8 секции 5 на которой размешены венцы 6, выполнена . сферической формы и расположена кон- центрично поверхности шаровой опоры 7 (радиус г поверхности шаровой опо- ры и радиус R-наружной сферической поверхности дополнительной секции лежат в одной точке О на оси шарошки Венцы 6 дополнительной секции 5 имеют опережение относительно аналогич- ных венцов 2 корпуса 1. Для предотвращения попадания шлама в шлицы шаровой опоры 7 между корпусом 1 и дополнительной секцией 5 установлены гибкие защитные кольцевые кожухи 9, .вьтолненные, например, резинометал- лическими.

Шарошка работает следующим образом.

В процессе бурения шарошке сообща ется вращение вокруг оси долота, в состав которого она входит, и вокруг оси бурового агрегата планетарного типа, в состав которого входит само долото. В результате шарошка совершает сложное движение по забою. Благодаря тому,что породоразрушаю- щие венцы 6 дополнительной секции 5 опережают аналогичные венцы 2 корпуса ), последние участвуют в разруше- НИИ породы только на периферии забоя и на его участке, ближайшем по радиусу к оси агрегата, т.е. в тех зонах., где шарошка испытывает наименьшее

скольжение из-за параллельности векторов относительного и переносного движений. При выходе из указанных зон венцы 2 теряют контакт с забоем и разрушения породы не производят, чем достигается снижение их износа. Основной объем работы по разрушению породы на забое скважины выполняют венцы 6 дополнительной секции 5, причем, как только, шарошка выходит из зон наименьшего скольжения, на дополнительную секцию 5 начинают действовать горизонтальные силы, которые заставляют ее поворачиваться на шаровой опоре 7 относительно корпуса 1 в плоскости, проходящей через оси долота и шарошки. За счет этого секция 5 как бы перекатьшается с венца на венец, вследствие чего они поочередно вступают в работу, разрушая породу. Максимальные горизонтальные силы будут действовать на секцию 5 в точках траектории, где векторы относительного и переносного движения становятся взаимно перпендикулярными. Этому случаю будет соответствовать и максимальный поворот секции относительно корпуса, т.е. ее наибольшее перекатывание с венца на венец. Такое качение венцов 6 снижает их износ. Гибкие кожухи 9 в процессе бурения не только предохра няют шлицы шаровой опоры от шлама, но одновременно стремятся вернуть секцию 5 в исходное (среднее) положение (фиг.1).

Все это повышает работоспособность шарошки, а следовательно, и эффективность бурения агрегатами планетарного типа.

Формула изобретения

1. Шарошка для бурового агрегата планетарного типа, содержащая корпус с породоразрушающими и калибрующими венцами и опорый узел, о т л и- ч ающаяся тем, что, с целью повьщ1ения эффективности бурения путем увеличения работоспособности шарошки за счет обеспечения работы венцов в режиме качения, она снабжена дополнительной секцией с породоразрушающими венцами, установленной на корпусе посредством шаровой опоры в виде шлицевого соединения с возможностью ограниченного поворота

в плоскостях, проходящих через ось шаролгки, при этом наружная поверх- ность секции, на которой размещены породоразругаающие венцы, выполнена сферической формы и расположена кон- центрично поверхности шаровой опоры.

а ее венцы имеют опережение относительно аналогичных венцов корпуса.

2. Шарошка поп.1, отличающаяся тем, что между корпусом и дополнительной секцией установлены гибкие защитные кольцевые кожухи.

Изобретение относится к породо- разрушаклцему инструменту и позволяет повысить зффективность бурения путем увеличения работоспособности шарошки за счет обеспечения работы венцов в режиме качения. Шарошка содержит корпус 1 с породоразрушающими (ПВ) 2 и калибрующими 3 венцами, опорный : узел и дополнительную секцию (ДО 5 с ПВ 6. Она установлена на корпусе 1 посредством шаровой опоры в виде шлицевого соединения с возможностью ограниченного поворота в плоскостях, проходящих через ось шарошки. При этом наружная поверхность 8 ДС 5, на которой размещены ПВ 6, вьшолнена сферической формы и расположена кон- центрично поверхности шаровой опоры, а ее ПВ 6 имеют опережение относительно аналогичных ПВ 2 корпуса 1. Между корпусом 1 и ДС 5 установлены гибкие защитные кольцевые кожухи 9. При бурении шарошке сообщается вращение вокруг оси долота и оси бурового агрегата. Она совершает сложное движение по забою. При этом ПВ 2 разрушают породу на периферии забоя и в зонах, где шарошка испытывает наименьшее скольжение. При выходе из этих зон ДС 5 поворачивается на шаровой опоре и как бы перекатывается с венца на венец. В итоге они поочередно вступают в работу, разрушая породу. 1 3.п. ф-лы, 3 ил. (Л со. 00 00 ел :о 35

/1фиг.2

фиг:3