Буровое двухшарошечное долото Советский патент 1992 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к породоразру- шающему инструменту, а именно к буровым долотам шарошечного типа.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее лапы с наклонными цапфами и самоочищающиеся шарошки с фрезерованными зубьями (Палий П. А. и Корнеев К. Е. Буровые долота. М.: Недра. 1971, с. 129-132).

Недостатком этого долота я вляется малая вооруженность из-за нерациональной конструкции-вооружения шарошек.

Наиболее близок к предлагаемому буровое двухшарошечное долота, содержащее лапы с наклонными цапфами, установленные на цапфах шарошки с основными, периферийными и вершинными венцами, зубья основных венцов одной из которых размещены в межвенцовых впадинах другой шарошки, а внутренний торец пери- ферийного венца первой шарошки расположен параллельно рабочей кромке периферийного венца второй шарошки. (Каталог Шарошечные долота и бурильные головки, М.ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1982, с. 78-79).

К недостаткам данного долота следует отнести сложность Технологии изготовления И недостаточную эксплуатационную стойкость.

|

4 СЛ 00 О

о

А

Сложность технологии изготовления связана с многоконусным выполнением ша- рошек, что требует использования большогоколичестваспециальныхприспособлений и нескольких перестановок обрабатывающего инструмента. Это снижает производительность труда, повышает утомляемость рабочих и, как следствие этого, - ухудшает качество изделий.

Недостаточная эксплуатационная стойкость связана с неодинаковой вооруженностью периферийных венцов шарошек. Периферийный венец первой шарошки имеет рабочую кромку в несколько раз короче чем венец второй шарошки, что приводит к его более быстрому выходу из строя, особенно при разбуривании твердых пропласт- ков. Кроме того, это приводит к большему искривлению скважин, что также неблагоприятно сказывается на стойкость долота.

Одновременно следует отметить, что в известном долоте не полностью использован представленный обьем для вписания вооружения при заданном диаметре долота. В первую очередь это касается вооружения для разрушения центральной части долота.

Цель изобретения - упрощение технологии изготовления долот за счет сокращения времени на переналадку оборудования и повышение его стойкости за счет увеличения прочности периферийного венца первой шарошки.

Это достигается тем, что в буровом двухшарошечном долоте, содержащем корпус с наклонными цапфами, установленные на цапфах, шарошки с основными, периферийными и вершинным зубчатыми венцами, зубья основных венцов одно из которых размещены в межвенцовых впадинах другой шарошки, а внутренний торец периферийного венца первой шарошки расположен параллельно рабочей кромке периферийного венца второй, согласно изобретению, первая шарошка выполнена на основном венце с одинаковым количеством зубьев с периферийным венцом и расположена с ними в одной плоскости, дно .межвенцовой впадины расположено параллельно внутреннему торцу периферийного венца, вторая шарошка выполнена с конической вершиной, образующая которой параллельна дну межвенцовой впадины, при этом все венцы шарошек выполнены с одинаковым углом конусности, а образующая конической вершины второй шарошки расположена параллельно образующей вершинного венца первой, причем образующая основного венца второй шарошки и вершинного венца первой шарошки смещены

относительно периферийных венцов в сторону осей шарошек, а образующая вершинного венца на первой шарошке смещена на большую величину, чем величина смещения

венцов на основном конусе второй шарошки.

На чертеже представлен общий вид долота с продольным разрезом шарошек. Долото содержит корпус t с наклонными цапфами 2, на которых смонтированы шарошки 3 и 4 с фрезерованными самоочищающимися зубьями. Первая шарошка 3. включает венцы 5 на вершине, 6 - на основном конусе и 7 - на периферии, причем

зубья на венцах 6 и 7 выполнены спаренными, т.е. с одинаковым количеством зубьев и совмещенными в одной плрскости рабочими кромками 8, а вторая шарошка 4 выполнена с венцами 9 и 10 соответственно

на периферийном и основном конусах, причем все венцы шарошек 3 и 4 выполнены с одинаковым углом а конусности. При этом межвенцовая впадина 11 на первой шарошке 3 и межвенцовая впадина 12 на

второй шарошке 4 выполнены по образующим, параллельным, соответственно, внутреннему торцу 13 периферийного венца 7 шарошки 3 (под угол/3, и образующей конуса 14 вершины шарошки 4 (под углом

у). Рабочие кромки 8 венцов 5 и 10 смещены относительно кромок периферийных венцов 7 и 9 в сторону осей шарошек, причем величина смещения увеличивается в сторону оси долота, т.е. смещение 51 кромок 8 венцов 7 над кромками 8 венца 5 больше, чем смещение д ч между кромками венцов 9 и 10.

Принцип работы долота заключается в

следующем. Порода разрушается вооружением шарошек 3 и 4 под действием осевой нагрузки и крутящего момента, передаваемого через колонну бурильных труб или же от забойного двигателя. Разрушенная порода выносится очистным агентом, подаваемым через бурильную колонну с поверхности. Благодаря выполнению долота с усиленным вооружением, достигаемому за счет более рациональной схемы размещения венцов на обеих шарошках, обеспечивается повышение его эксплуатационной стойкости. Этому способствует w усиление венца 5 на вершине шарошки 3, достигаемое за счет конического выполнения вершины шарошки 4, обеспечивающей размещение более мощного вооружения на венце 5.

В целом это повышает проходку на долото, чему способствует и повышение качества его изготовления за счет упрощения технологии изготовления шарошек. Формула изобретения

1. Буровое двухшарошечное долото, содержащее корпус с наклонными цапфами, установленные на цапфах шарошки с основными, периферийными и вершинными зубчатыми венцами, зубья основных венцов одной из шарошек размещены в межвенцо- вых впадинах другой, а внутренний торец периферийного венца первой шарошки расположен параллельно рабочей кромке периферийного венца второй, отличающее- с я тем, что, с целью повышения стойкости долота за счет увеличения прочности периферийного венца первой шарошки и упрощения технологии изготовления за счет сокращения времени на переналадку оборудования, первая шарошка выполнена на основном венце с одинаковым количеством зубьев-с периферийным венцом и расположена с ними в одной плоскости; дно межвен- цовой впадины первой шарошки расположено параллельно внутреннему торцу ее периферийного венца, вторая шарошка вы- полнена с конической вершиной, образующая которой параллельна дну межвенцовой впадины, при этом все венЦы шарошек выполнены с одинаковым угд м мэнусновш, а образующая конической вершины второй

шарошки расположена параллельно образующей вершинного венца первой шарошки.

2. Долото по п. 1,отличающееся тем, что образующие основного венца

второй шарошки и вершинного венца первой шарошки смещены относительно периферийных венцов в сторону осей шарошек, причем образующая вершинного венца на первой шарошке смещена

на большую величину, чем величина смещения венцов на основном конусе второй шарошки.

Изобретение относится к породоразру- шающему инструменту, а именно к буровым долотам шарошечного типа, и позволяет повысить стойкость бурового двухшарошечно- го долота за счет увеличения прочности периферийного венца первой шарошки при одновременном упрощении технологии из2 готовления долота за счет сокращения времени на переналадку оборудования. Это достигается тем, что у первой шарошки З венцы 6 и 7 выполнены с одинаковым количеством зубьев, расположенных в одних плоскостях. Дно межвенцовой впадины 11 шарошки 6 расположено параллельно внутреннему торцу 13 периферийного венца 7. Шарошка 4 выполнена с конической вершиной 14, образующая которой параллельна дну межвенцовой впадины 12. Все венцы шарошек 3 и 4 выполнены с одинаковым углом конусности. Образующие венцов 5 и 10 смещены относительно образующих венцов 7 и 9 в сторону осей, шарошек 3 и 4. При работе благодаря рациональной схеме размещения венцов повышается стойкость долота. Этому способствует также коническая часть 14 ша-. рошки 4, приведшая к усилению венца 5 шарошки 3. 1 ил. сл G

9 S

j W( I

61 V 5 11 S/57

8.