Буровое долото Советский патент 1988 года по МПК E21B10/24 

вующая, равная сумме составляющих нормальной реакции и касательной, возникающая как реакция на воздействие осевой силы подачи, будет направлена вдоль оси 7 ИВ 2. Это позволит исключить изгибающие нагрузки и растягивающие напряжения в теле ИВ 2.

При расположении ИВ 2 с наклоном в . сторону, противоположную направлению их перемещения в процессе бурения по отношению к нормали 5, проведенной к РП 3 под углом, равнодействующая реакция действует вдоль оси 7. Изгибающие нагрузки минимальны. 2 ил.

Изобретение относится к бурению горных пород и позволяет повысить стойкость долота. Оно включает корпус 1, оснащенный износостойкими вставками (ИВ) 2, оси 7 которых на опережающем участке и 8-г рабочей поверхности (РП) 4 расположены параллельно оси долота, а на остальной в - 5 и а - л РП 4 - под переменньм углом. Наклон ИВ 2 в радиальном его сечении определяется из следующего соотношения: cos (cos(i i+KpSinrf.), где /S; - угол между продольной осью долота и осью 7; оС,- - угол между продольной осью долота и нормалью 5 к РП 3; ,- 0,5, при зтом ,995-0,895. При указанном расположении ИВ 2 равнодейстV СО со СО 4 4 сл

Изобретение относится к бурению горных пород, в-частности к породо- разрущающему инструменту, оснащенному вставками из сверхтвердых композиционных материалов.

Целью изобретения является повышение стойкости долота.

На фиг.1 изображено буровое долото; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Буровое долото состоит из корпуса 1 и закрепленных в нем породоразруша- ющих вставок 2. Вершины вставок 2 касАются образуюп1ей, представляющей собой сочетание элементов кривых второго порядка или прямых, при вращении которых относительно оси долота образуется рабочая поверхность 3.

В радиальном сечении, проходящем через ось вращения долота, рабочая поверхность 3 и поверхность 4 корпг/са 1 условно разделены на опережающий участок (5-t и в- О, ограниченный углом Р, и остальные участки «-5и рабочей поверхности. Для опережающего участка соблюдается условие o, для остальных - р , где р - угол трения покоя, определяемый из . д; fp - коэффициент трения покоя, определяемый для пары трения инструментальный материал вставки - горная порода; е.- угол наклона нормали 5 к рабочей поверхности 3 долота относительно его оси вращения. Рабочая поверхность 3 долота совпадает по форме с поверхностью забоя скважины в разбуриваемой горной породе 6.

В радиальном сечении долота (фиг.1) на опережающем участке (Б-в и s-г), ограниченном углом а, вставки 2 установлены таким образом, что их продольная ось 7 параллельна оси долота, а на остальных участках (для которых

{ fo) - под углом ft., определяемым из формулы

Cos (CoS(rf4+K Sin с() , где К 0,1-0,5, при этом ,9950,895.

При указанном расположении вставок 2 равнодействующая Rj, равная сумме составляющих нормальной реакции R и касательной R, возникающая как реакция на воздействие осевой силы Р подачи, будет направлена вдоль оси 7 вставки 2, что позволит исключить изгибающие нагрузки и растягивающие напряжения в теле вставки 2, тем самым исключить ее поломки и повысить стойкость долота.

Целесообразно также располагать оси 7 вставок 2 также и по направлению равнодействующей реакции R в сечении А-А (фиг.2), проходящем через ось 7 вставки 2 нормально к радиальному сечению долота, приведенному на фиг.1.

Реакция R равна сумме реакции Rg и R, возникающей вследствие действующего вращающего момента Mg . При этом вставки 2 устанавливают с наклоном в сторону, противоположную направлению их перемещения в процессе бурения по отношению к нормали 5, проведенной к рабочей поверхности 3 долота под углом f (фиг.2).

Угол р определяется из равенства , где f - коэффициент трения

(сопротивления) движения, определяе- мьй для соответствующей пары трения инструментальный материал - горная порода.

В этом случае полная равнодействующая реакция R будет действовать вдоль оси 7 вставки 2, изгибающие

нагрузки будут минимальны, а стойкость долота - максимальна.

Формула, изобретения

Буровое долото, включающее корпус оснащенный износостойкими вставками, оси которых на опережающем участке рабочей поверхности расположены параллельно оси долота, а на остальной рабочей поверхности - под переменным углом отличают,ееся тем.

/// /// /// /// /// IH IIL / /// ///

что, с целью повьппения стойкости долота, наклон вставок в радиальном его сечении определяется из соотношений

cos (. KpSln y,-), где p.- угол между продольной ос.ью

долота и осью вставки; d ; - угол между продольной осью долота и нормалью к рабочей поверхности;

KO 0,1-0,5, при этом К«0,995- 0,895.