Долото буровое Советский патент 1988 года по МПК E21B10/46 

О9

Изобретение относится к бурению глубоких скважин на нефть и газ и позволяет повысить работоспособность долота за счет улучшения теплоотво- да. Каждый из резцов корпуса включает износостойкую пластину 3 с подложкой (П) 4, закрепленной на державке 5, имейщей в поперечном сечении форму овгла и выполненной с продольным промывочным отверстием 5„ Последнее расположено диаметрально противоположно пластине 3 со стороны П 4 и сообщается посредство - канавки (К) 7 с основаниями пластины 3 или П 4. Выполненная на задней поверхности резца К 7 и1-1еет поперечное сечение, увеличивающееся к отверстнк 6, Выполненное з центре П 4 отверстие и К 7 зшюотнены теплопроводным материалом,. При бурении при нагреве резца овальная форма последнего позволяет снизить накапл - вание тепловой энергии в материале державки 5 за режущей кромкой и вдоль ее оси. Нал1етие К 7, заполненной теплопроводным материалом и соединяющей основания пластины 3 или П 4 с отверстием б, позволяет непосредственно отбирать тепло скоростным потоком промывочной жидкости, выходящим за режущей кромкой резца. 2 з.п.ф-лы, 8 ил. «е

СО

фиг.З

11Д3

Изобретение относится к буреншо глубок11х скваж1Ш на нефть и газ, а именно к породоразрзппающему инструменту, буровым долотам

Целью изобретения, является повы- шение работоспособности долота за счет ултучшения теплоотвода.

,На фиг.1 изображено долото, продольное сечение} па фиг.2. - рабочая поверхность долота, вид со стороны торца{.на фиг,3-6 - варианты,резцов, продольное сечение; на фиг,7 и 8 - резцы,- вид сверху.

1 уровое долото сост.оит кз корпуса 1, армированного .рез Цами 2, включающими ИЗНОСОСТОЙКУ50 пластюту.З (фиг.1) с подложкой 4, закрепленной на державке 5 с промывочньм отверстием 6,

сообщающимся с помощью канавки

7 с основаниями износостойкой пластины 3 рши подложки 4 (фиг.З и 4). Кана.вка 7 заполнена теплопроводным материалом 8 (фиг.5,б и 8). Для снятия термонапряжйний в износо- стойкой пластине 3 и в подложке 4 - в подложке 4, в центре., выполнено отверстие 9, также запотшевное тепло- провод гым материалом 8„ Державка 5 резца 2 в поперечном сечении имеет форму овала (фиг.4 и 6) и торцовая часть державки (по заднему углу резца) образована пересечением наклонной цилиндр1гческой поверхности с ра- днусоМд равным радиусу износостойкой пластины, с боковой поверхностью державки. 5,. .

Канавка 7расположетш от основания износостойкой пластины 3 или основа- .ния державки 5 (фиг.З и 7) и разме- вдоль большой оси овального ди- липдра к поверхности пpo tывoчнoгo отверстия 6 . .

Поперечные .размеры канавки 7 обуславливаются диаметром износостойкой пластины 3 и для диаметров пластин ,8 и 10 ШН1 13 и 5 мм ширина канавки равна 1,0-25О мм. Канавка 7 может быть выполнена В подлозкке и державке, например, электро-зрозионным (электроискровым) способом. Аналогично выполняется отверстие 9 в подложке 4

Наклонное промывочное отверстие 6 в державке 5 выполняется при одноосном прессовании державки по оси от- верстил в последующей согалифовкдй основания державки под углом., к оси 90 -Ы., (фиг.8),

n

5

0

5 п

952

Долото работает следующим образом При бурении режущая кромка износостойкой пластины 3 разрушает забой резанием. Подводимая к долоту механическая мощность затрачивается на разрушение забоя и температурньй катрев резцов 2. Благодаря тому, что резцы 2 выполнены в виде овального цилиндра и большая ось овала (в поперечном сечении державки) расположена перпендш улярно радиальному направлению, это позволяет расположить со стороны подложки 4 промывочное отверстие 6, что позволяет снизить накапливание (аккумулирование) тепловой энергии Б материале деркавки 5 за ре}гущей кромкой и вдоль ее оси. Кроме того, наличие канавки 7, соединяющей основания износостойкой плас- 3 или подложки 4 с промывочным отверстием б, позволяет непосредственно отбирать тепло скоростным потоком промывочной жидкости, выходящим за режущей кромкой резца 2. Более интенсивный теплоотвод достигается при заполнении канавки 7 теплопровод- iibiM материалом (например алм.азом, медью или латуитло) , Особенно улучшается тепловод Gc.nn канавка 7 выполнена с уБелипиЕ,-1:о1 1мся nonepe4HbLM сечением к промыво ному отверстию, так как в этом случае увеличивается площадь теплоотдачи от теплопроводного материала. Благодаря отводу тепла канавкой 7 теплопередача и распределение температуры в материале износостойкой пластины 3, подложки 4 и державки 5 от режутдей KPOMICH (источ п-1ка температуры) значительно снижается. припоя, с помощью которого закреплена подложка 4 на державке 5, икреплетше припоем теплопроводного материала 8, расположенного в каназке 7, еще более способствует отводу тепла от изностойкой пластины и препятствует его распространению в тело державки 5. Заполнение теплопроводным материалом 8 отверстия 9 в подложке при пайка подложки 4 с пластиной 3 к державке 5 также cHiiMaeT термонапряжения в подложке И пластине, так как теплоотдача материала 8 выпю чем у подложки и державки.

Теплоотдача со стороны передней грани износостойкой пластины 3 и со стороны -ее основания благодаря канавке 7, а также от основания подложки 4 и от поверхности заднего угла - резца 2 благодаря наличию отверстия 6 со .стороны подложки 4, значительно снижает теплопередачу в продольном направлении державки 5 и вдоль повер- хности заднего угла.-Улучшение тепло- оТвода уменьш ает появление опасных термонапряженйй в материале износостойкой пластины 3, подложке 4 и вы- Q ступающей части 5 -как в продольном направлении, так и между этими элементами резца в направлении расположения канавки 7.

Снижение термонапряжений в элемен-.jg с резцами, каж;№1й из которых содержит тах резца 2 повьшает его работоспо- износостойкую пластину с подложкой.

тины 3 н)1н подложки 4 и промьгеочным отверстием 6,, размещенным за подложкой 4, заполнение канавки 7 теплопро водным материалом 8 позволяет улучшить отвод тепла, устранить появлени (Опасных термонапряжений и увеличить работоспособность резцов. Это позволит увеличить ресурс работы долота на забое и проходку.

Формула изобретения 1, Долото буровое; содержащее корпу

собность. Наличие промывочного отверстия 6 за подпожкой 4 при бурении улучшает эффект очистки поверхности забоя и удаление выбуренных частиц, поступающих со стороны режущей кромки. Эффект очистки и охлаждения улучшается при расположении отверстия 6 под углом к продольной оси державки (фиг.8) за счет эф111екта эжекции.

Снижение термокапряжений в резцах 2 позволит увеличить их работоспособность и повысить ресурс работы долота, особенно при бурении средних и твердых пород, где работоспособность у известных резцов резко снижается по причине более интенсивного нагрева.

Таким образом, наличие в державке 5 резца 2 канавки 7, расположенной

35

между основаниями изг:осостойкой плас- заполнена теплопрозодным материалом.

Фиг,1

тины 3 н)1н подложки 4 и промьгеочным отверстием 6,, размещенным за подложкой 4, заполнение канавки 7 теплопроводным материалом 8 позволяет улучшить отвод тепла, устранить появление (Опасных термонапряжений и увеличить s- работоспособность резцов. Это позволит увеличить ресурс работы долота на забое и проходку.

Формула изобретения 1, Долото буровое; содержащее корпус

закрепленной на державке с поперечным сечением в виде тела , вращения и продольным промывo4Hbns5 отверстием, отличающееся тем, что, с целью повышения работоспособности долота за счет улучшения теплоотвода, державка выполнена с поперечным сечением в виде озала и канавкой на задней поверхности резца, сообщающей подложку с промывочным отверстием, расположенным диаметрально противоположно пластине со стороны подложки,

2, Долото по П.1, о т , и ч а ю- щ е е с я тем, что канавка вьшолне- на с поперечным сечением, увеличивающемся к промывочному отверстию,

заполнена теплопрозодным материалом.

Фиг.1

Фи9.1

Фиг.$

Фиг,7

Фиг.В