Шарошка для бурения мягких пород Советский патент 1991 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится горной промышленности, а именно к породе- разрушающему буровому инструменту, шарошечного типа, предназначенному для разрушения мягких пород.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения путем уменьшения усилия внедрения и улучшения удаления шлама.

На фиг.1 изображена шарошка для бурения мягких пород; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2.

Шарошка включает корпус 1 с несколькими, например тремя, венцами 2-4 зубьев. Боковые поверхности зубьев венцов 2 и 3 образованы двумя пересекающимися на высоте h зуба плоскостями 5 и 6. При этом

носкости 5 у основания зуба образуют угол /3, который меньше угла заострения а, образованного плоскостями б.

Поскольку боковые поверхности у основания зуба ориентированы относительно оси шарошки под углом у, то зубья у основания имеют переменное сечение, уменьшающееся в сторону направления промывки (фиг.З). Дно 7 впадины выполенно наклонным. Зубья рядов 2 и 3 выполнены с постоянным притуплением.

Величина h определяется из выражения

О

о ел о

1

tga/2

tgg/2 л tg/ff/2 H )

где а - угол заострения;

угол при основании;

Н - высота зуба.

Работа шарошки заключается в следующем.

В процессе бурения скважины шарошка перекатывается по забою и к ней прикладывается нагрузка, которая через опору передается на зубья рядов 2-4. Под действием приложен ной сил ы последние внедря ются в породу забоя, разрушая ее. Деформация породы зубьями рядов 2 и 3 осущестляется верхней частью зуба, имеющей большой угол заострения.

Верхняя часть, имеющая большой угол заострения, при внедрении в забой выполняет основную работу по деформации породы, в то же время нижняя частья зуба, выполненная с меньшим углом, в деформации породы принимает меньшее участие. Кроме того, уменьшение угла притупления приводит также к уменьшению сил трения, действующих на эти поверхности. Все это обеспечивает уменьшение налипания поро- ды-на боковые поверхности, а также умень- шение усилия внедрения.

Увеличение объема межзубцовой впадины за счет выполнения зуба в нижней части более тонким при ее ширине, превышающей в 3-5 раз толщину зуба, позволяет

уменьшить степень уплотнения породы, что также уменьшает налипание.

Формула изобретения Шарошка для бурения мягких пород, содержащая корпус, расположенные на корпусе зуЬчатые венцы, по меньшей мере на одном из которых зубья клинообразные с углом заострения и с постоянным притуплением вершины, а междузубцовые впадины с наклонным дном, отличающаяся тем, что. с целью повышения эффективности бурения путем уменьшения усилия внедрения и улучшения удаления шлама, зубья выполнены с углом при основании, вершина которого расположена на периферии шарошки, а грани пересекаются с гранями угла заострения на высоте h, определяемой из выражения

tgcc/2 щЩ

1

- /JLV

( н )

где а - угол заострения;

угол при основании;

Н - высота зуба,

причем межэубцовая впадина в поперечном сечении выполнена в виде трапеции, меньшее основание которой расположено со стороны ее входа.

Редактор Н.Яцола

Физ.2,

Составитель А.Скалунов4 Uc,3

Техред М.МоргенталКорректор С.Черни

6

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для породоразрушающего бурового инструмента шарошечного типа. Шарошка имеет корпус, в котором расположены зубчатые венцы, по меньшей мере на одном из которых зубья клинообразные с углом заострения и с постоянным притуплением вершины. Межзубцовые впадины имеют наклонное дно. Зубья выполнены с углом при основании, вершина которого расположена на периферии шарошки, а грани пересекаются с гранями угла заострения на высоте H, определяемой по математической ф-ле. При этом межзубцовая впадина в поперечном сечении выполнена в виде трапеции, меньшее основание которой расположено со стороны ее входа. Верхняя часть зуба, имеющая больший угол заострения, при внедрении в забой выполняет основную работу по деформации породы, нижняя часть зуба, выполненная с меньшим углом, в деформации породы принимает меньшее участие. Уменьшение угла притупления приводит к уменьшению сил трения, действующих на эти поверхности. Все это обеспечивает уменьшение налипания породы на боковые поверхности, а также уменьшение усилия внедрения. 3 ил.