Шарошечный калибратор Советский патент 1991 года по МПК E21B10/34 

Изобретение относится к буровому по- родоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным калибраторам, и может быть применено при бурении скважин различного назначения.

Целью изобретения является повышение долговечности калибратора путем учета при регулировании его диаметра, износа вооружения и опор.

На фиг. 1 схематически изображен шарошечный калибратор; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Шарошечный калибратор содержит шарошки 1 с вооружением 2, выполненные с конической поверхностью 3, установленные на наклонных цапфах 4, на опорах 5 скольжения, оси 6 которых расположены под углом а к оси 7 калибратора.

Узел регулировки калибратора выполнен в виде упорной шайбы 8, установленной на цапфе 4, и торцовой поверхности 9 шарошки 1. К торцовой поверхности 9, взаимодействующей с упорной шайбой 8, примыкает дополнительный конический участок 10 шарошки 1, имеющий высоту Н и конусность, определяемые соотношениями:

2/ 2arctg4ctga1(K+1). (1)

H 4dctg« (k+ 1),(2)

где 2/J- угол при вершине конуса дополнительного конического участка шарошки; а -угол наклона цапфы;

ON 00 О ЧЭ СО

ы

к 0,1-1 - эмпирический коэффициент, учитывающий износ вооружения;

(5 - максимально допустимый износ подшипника.

Предел прочности на смятие материала упорной шайбы 8 больше предела прочности на смятие материала шарошки 1.

Калибратор работает следующим образом.

Вследствие радиального износа опор 5 шарошки 1 происходит сокращение площадки S торцовой поверхности 9, затем снятие торцовой поверхности и сокращение высоты Н дополнительного конического участка 10 шарошки 1. При этом происходит приращение диаметра калибратора на величину, примерно равную величине радиального износа. Приращение происходит в течение всего срока работы калибратора до полного-использования возможностей подшипников и вооружения.

Такой калибратор имеет максимально возможный ресурс и его работа характеризуется качественной проработкой стенок скважины, а свойство стабилизировать вращение колонны инструмента проявляется максимально и в течение всего ресурса, так как все рабочие пары (шарошка, цапфа) имеют номинальный рабочий диаметр и участвуют в калибровке скважины.

Формула изобретения Шарошечный калибратор, содержащий наклонные цапфы, установленные на цапфах посредством опор скольжения конические шарошки с вооружением и узел регулирования калибратора в виде установленной на цапфе упорной шайбы и торцовой поверхности шарошки, расположенной с возможностью взаимодействия с опорной

шайбой, отличающийся YBM, что, с целью повышения долговечности калибратора путем учета при регулировании его диаметра, износа вооружения и опор, узел регулирования калибратора снабжен примыкающим к торцовой поверхности дополнительными коническим участком шарошки, имеющим высоту Н и конусность, определяемые следующими соотношениями:

2/i 2arctg4ctgg1(k + 1).

Н 4 д ctg a (k + 1),

где д - максимально допустимый радиальный износ подшипника;

угол при вершине конуса дополнительного конического участка шарошки: а - угол наклона цапфы; к 0,1-1 - эмпирический коэффициент, учитывающий износ вооружения, причем упорная шайба выполнена из материала, предел прочности на смятие которого более высокий, чем материала шарошки.

9 1

8

Фи.1

10

Фиг.2.

Изобретение относится к буровому по- родоразрушающему инструменту, предназначено для шарошечных калибраторов и может быть использовано при бурении скважин различного назначения. Цель - повышение долговечности калибратора путем учета при регулировании его диаметра, износа вооружения и опор. Для этого узел калибровки имеет примыкающий к торцовой поверхности дополнительный конический участок шарошек, высоту и конусность которого определяют по математической формуле. Упорная шайба выполнена из материала, предел прочности на смятие которого более высокий, чем материала шарошки. Приращение диаметра калибратора происходит в течение всего срока работы калибратора до полного использования возможностей подшипников и вооружения. Такой калибратор обладает максимально возможным ресурсом и его работа характеризуется качественной проработкой стенок скважины. Свойство стабилизировать вращение колонны инструмента появляется максимально и в течение всего ресурса. 2 ил (Л