Дисковая шарошка для уступного бурения Советский патент 1992 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к буровой технике, в частности к шарошечному инструменту буровых органов для уступного разрушения твердых и мягких сальникооб- разующих горных пород при бурении скважин большого диаметра с обратной промывкой.

Известна шарошка бурового долота, в которой 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 внешнего ряда уменьшается на величину 0,6-0.4 углового шага элементов внешнего ряда, а угловое смещение элементов вооружения в группах другого вида увеличивается на величину 0,4-0,6 углового шага элементов внешнего ряда

Такая шарошка непригодна для бурения сальникообразующих пород, а при уступном бурении переизмельчает породу,

что обусловливает повышенные энергозатраты

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является шарошка бурового органа, выполненная в виде закрепленного на оси диска с режущим ободом, обеспечивающая максимальную эффективность уступного разрушения.

Недостатком этой шарошки является то, что при бурении крепких пород длина кус- кое, отделенных от породного массива, может превышать диаметр трубопровода бурового органа и дальнейшего тракта обратной промывки, посредством которого разрушенная порода удаляется с забоя на поверхность. Негабаритные для трубопровода куски обусловливают закупорку трубопровода и простой буровой установки.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения путем исключения пробок в удаляемой породе.

Поставленная цель достигается тем что в дисковой шарошке для уступного бурения,

VI

сл о сл го

XI

содержащей закрепленный на оси диск с режущим клиновидным ободом, последний с внутренней стороны снабжен примыкающими к нему зубьями, расположенными в плоскостях, проходящих через ось шарошки, а расстояние I между соседними зубьями, измеренное по дуге обода, находится в

пределах I К яО, где DI - диаметр обода шарошки, К 0.33...1.

При перекатывании шарошки с таким вооружением пи породному уступу на нем образуются зубьями зарубки с расстояниями I между ними, в результате чего от породного массива отделяются куски породы, наибольший размер которых не превышает величины I.

Верхний предел I должен не превышать внутреннего диаметра трубопровода бурового органа. Исходя из реальных диаметров существующих и проектируемых шарошек и диаметров трубопроводов существующих и проектируемых (прогнозируемых) буровых органов, определен §ерхний предел I torDi, где эмпирический коэффициент К 0,33...1.

Нижний предел I 7TD1

исключает переизмельчение породы, а также залипание ее между зубьями и образование глинистого сальника на шарошках, препятствующего эффективному бурению

На фиг. 1 показан буровой орган (расширитель) уступного действия, оснащенный предлагаемой шарошкой в буримой выработке; на фиг 2 -- вид А на фиг.1.

Шарошка содержит закрепленный на оси 1 диск 2 с клиновидным ободом 3, к

которому с внутренней стороны примыкают зубья А. Шарошки осями 1 закреплены на корпусе 5 бурового органа (в данном случае расширителя), включающего породоприемник 6 и трубопровод 7 диаметром D2.

Перекатываясь по уступам породного массива, шарошки клиновидным ободом 3 откалывают от массива куски породы, которые потоком обратной промывки выдаются

на дневную поверхность через трубопровод 7.

Зубья А ограничивают длину скалываемых ободом 3 кусков, внедряясь в породу поперек уступа 8. При этом образуются куски, длина которых близка к расстоянию I между соседними зубьями 4, измеренному по дуге обода 3. Величина I, а значит и количество зубьев 4 на дисковой шарошке выбраны из условия свободного прохождения

кусков породы через трубопровод 7, т.е. из условия11 D2.

Формула изобретения Дисковая шарошка для уступного бурения, содержащая закрепленный на оси диск

с режущим клиновидным ободом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем исключения пробок в удаляемой породе, клиновидный обод с внутренней стороны снабжен примыкающими к нему зубьями, расположенными в плоскостях, проходящих через ось шарошки, а расстояние I между соседними зубьями, измеренное по дуге обода, находится в пределах

DL-SISK DI,

где DI -диаметр обода шарошки; К 0,33 ..1

Фиг / Вий А

(увеличено}

Использование: шарошечный инструмент буровых органов для уступного разрушения при бурении скважин большого диаметра с обратной промывкой. Сущность изобретения дисковая шарошка содержит закрепленный на оси диска режущий клиновидный обод Обод снабжен примыкающими к нему зубьями, расположенными в плоскостях, проходящих через ось шарошки. Расстояние I между соседними зубьями, измеренное по дуге обода, находится в пре- делзх :rrDi /4 I Кп DI, где DI - диаметр обода шарошки; К 0,33 .1. 2 ил.

Редактор Г Вельская

Фиг 2

Составитель И Купчинский Техред М.Моргентал

Корректор Н. Тупица