Шарошка бурового долота Советский патент 1989 года по МПК E21B10/16 

i

Изобретение относится к породо- разрушающему буровому инструменту, а именно к шарошкам долот для бурения скважин.

Целью изоСретения является повышение эффективности разрушения горной породы периферийной части забоя и предупреждение перегрузок и поломок элементов вооружения периферийного венца.

На фиг. 1 схематично показана шарошка, вид с вершины; на фиг. 2 - схема разрушения забоя вооружения шарошки.

Шарошка бурового долота содержит внешний ряд Г периферийного венца,

оснащенный элементами вооружения (зубками 1-12) с постоянным угловым шагом и внутренний ряд В, который оснащен таким же количеством зубков, как и ряд Г, а также центральные венцы Б и А. В рассматриваемом случае венец А представлен только одним зубком. Зубки ряда В образуют два вида чередующихся групп: первая а,Ь,с,; вторая d,e,fl ; третья а,Ь1с и четвертая dj,e,f4. В перво и третьей группах угловой и соответствует изменению относительного смещения зубков от 0,бу до 0.4Д1 в пределах группы. Во второй и четвертой группах угловой шаг /Зг и соответствует изменению относительного смещения зубков от 0,4 до 0,6у. Угловой шаг между группами равен У . арошка работает следующим образом В процессе бурения шарошка катится по забою и элементы вооружения периферийного венца формируют рейчатую поверхность забоя. На фиг. 2 показаны сплошной линией следы зубков при первом проходе, а пунктирной - при вто- ром проходе шарошки. Штрихпунктарными линиями показано положение осей симметрии впадин, образуемых зубками ряда Б. Арабские цифры соответствуют номерам зубков ряда Г при первом про- ходе. Латинскими буквами без штрихов обозначены следы зубков ряда В при первом проходе, а с одним и двумя штрихами - соответственно при втором и третьем проходах шарошки. -При пере- катывании с зубка 1 на зубок а, последний будет воздействовать на дальнюю боковую поверхность впадины и деформируя ее, одновременно стремится соскользнуть к оси симметрии впа- дины (показано стрелкой). Подобное движение будет стремиться совершить и зубок 1, воздействуя на боковую поверхность предшествующего выступа. При перекатывании с зубка а на зубок

2в результате предшествующего смещения шарошки в направлении, обратном направлению качения, зубок 2 также будет воздействовать на боковую поверхность предшествующего ему высту- па. При перекатывании с зубка 2 на зубок Ъ последний воздействует в середину впадины. То же происходит и

при последующем перекатывании с зубка b на зубок 3„ Далее при перекаты- вании с зубка 3 на зубок с последний воздействует на ближнюю боковую поверхность впадины и, деформируя ее, стремится соскользнуть к оси симметрии впадины и сместить шарошку в на- правлении вращения. При этом зубок

3будет воздействовать на боковую поверхность последующего выступа. Зубок d расположен подобно зубку с

и вызывает такое же возмущение дви- жения зубка 4. Далее во второй группе процесс воздействия зубков на боковые поверхности выступов и впадин повторяется, но в обратной последовательности. При последующих проходах шарошки изменяется сочетание воздействующих на рейку зубьев, что обеспечивает постепенное расширение впадины рейки, соответствующее сужению выступов и усталостное их разрушение за счет наиболее эффективного знакопеременного нагружения. При этом полностью устраняется возможность поломок зубков за счет расклинивания их на выступах рейки. Например, после зубка а при втором проходе шарошки воздействует зубок е, воздействующий на середину впадины, а при третьем проходе воздействует зубок с, который вызовет противоположное по знаку воздействие на боковые поверхности элементов реек, образованные рядами Г и В периферийного венца.

Формула изобретения

Шарошка бурового долота, включающая периферийный венец, элементы вооружения которого расположены в шахматном порядке по внешнему ряду, элементы вооружения которого расположены с постоянным угловым шагом, и внутреннему ряду, и центральные венцы с элементами вооружения, размещенными группами с постоянным угловым шагом в пределах группы и смещенными относительно элементов вооружения периферийного венца на величину 0,4-0,6 его углового шага, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения горной породы периферийной части забоя и предупреждения перегрузок и поломок вооружения, элементы вооружения внутреннего ряда периферийного венца размещены чередующимися группами двух видов, причем угловое смещение элементов вооружения в группах одного вида от первого элемента группы к последнему, относительно элементов вооружения внешнего ряда, уменьшается от 0,6 до 0,4 величины углового шага элементов вооружения внешнего ряда, а угловое смещение элементов вооружения в группах другого вида увеличивается от 0,4 до 0,6 величины углового шага элементов вооружения внешнего ряда, при этом последний и первый элементы смежных групп смещены на одинаковый угол относительно элементов вооружения внешнего ряда

в

ОМ

А

фигЛ

//

Изобретение относится к породоразрушающим буровым инструментам. Цель- повышение эффективности разрушения горной породы периферийной части забоя и предупреждение перегрузок и поломок вооружения. Для этого элементы вооружения внутреннего ряда периферийного венца размещены чередующимися группами двух видов. При этом угловое смещение элементов вооружения в группах одного вида от первого элемента группы к последнему относительно элементов внешнего ряда уменьшается на величину 0,6-0,4 углового шага элементов внешнего ряда. Угловое смещение элементов вооружения в группах другого вида увеличивается на величину 0,4-0,6 углового шага элементов внешнего ряда. Последний и первый элементы смежных групп смещены на одинаковый угол относительно элементов вооружения внешнего ряда. В процессе бурения шарошка катится по забою и элементы вооружения периферийного венца формируют рейчатую поверхность забоя. 2 ил.