Буровое шарошечное долото Советский патент 1992 года по МПК E21B10/24 

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, применяемым для бурения скважин различного назначения.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее лапы с цапфами, установленными на цапфах посредством подшипников шарошки с фрезерованными зубьями и армирующий элемент, расположенный на обратных конусах шарошки. Причем армирующий элемент охватывает весь обрат- ный конус шарошки за исключением небольшого пространства 4...6 мм.

Недостатком данного устройства является то, что в процессе бурения возникает высокая энергоемкость из-за значительной площади соприкосновения обратным конусом шарошки со стенками скважины. Высокая энергоемкость вызывает дополнительное торможение шарошки, приводит к износу вооружения. В процессе отработки долоте фрезерованным вооружением износ обратного конуса, в основном, происходите нижней части зуба. Верхняя часть зуба (расположенная со стороны оси шарошки) подвержена износу незначительно. Поэтому в таком устройстве выполнение армирующего элемента на обратном конусе шарошки сплошным не оправдан.

Ближайшим техническим решением к предложен ному является буровое шарошечное долото с фрезерованными зубьями, у которого на шарошках на обратных конусах армирующий элемент имеет параллельные боковые стороны, а между армирующими элементами имеется свободное пространство 4...6 мм и перемычки 1 мм. Однако, несмотря на то, что армирующий элемент уменьшен по своим габаритам за счет наличия перемычки и свободного пространства между ними, энергоемкость у долот высокая и недостатки, описанные выше, присущи для данного устройства.

Целью изобретения является повышение эффективности долота за счет снижения энергоемкости при его работе.

Указанная цель достигается тем, что на обратном конусе шарошки армирующий элемент выполнен с одной из боковых стоЈ

Ј

рон, расположенной под острым углом к противоположной боковой стороне элемента, размещенной со стороны набегающей части зуба, причем вершина острого угла расположена со стороны оси шарошки.

Сторона армирующего элемента, расположенного со стороны оси шарошки, равна не более половины ширины армирующего элемента. .,

На фиг. 1 изображен общий вид секции долота; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Буровое шарошечное долото состоит из лап с цапфами 1, на которых HS подшипниках качения и скольжения 2 смонтированы шарошки 3 с фрезерованными зубьями 4. На периферийном венце 5 на обратном конусе 6 расположены пазы 7 для размещения армирующего элемента 8 шириной I. Пазы 7 выполнены методом фрезерования. Армирующий элемент 8 выполняется с одной из боковых сторон, расположенной под острым углом а к противоположной боковой стороне элемента, размещенной со стороны набегающей части зуба. Причем вершина острого угла расположена со стороны оси шарошки.

Один из вариантов выполнения армирующего элемента на шарошках заключается в следующем: устанавливается линейка - шаблон шириной 1... 1,5 мм под углом а в пазу 7. Затем производится наплавка твердым сплавом токами высокой частоты или газовым способом. В процессе затвердевания твердого сплава шаблон снимается.

Не исключены и другие варианты формирования армирующего элемента на шарошках. Например: перед наплавкой твердым сплавом часть паза 7 заполняют быстрозатвердевающим материалом (гип-

сом) или легкоистирающим материалом (латунь, свинец), затем производят наплавку.

Работает долото следующим образом.

При перекатывании шарошек происходит разрушение забоя. Шарошки, обладая армирующим элементом, неполностью за- полняющим пазы обратного конуса, значительно снижают энергоемкость их при работе. Исключается их излишнее проскальзывание по забою и в связи с этим уменьшается износ вооружения, разрушение забоя происходит более интенсивно, особенно при бурении твердых пород. Учитывая, что износ зубьев в основном происходит в нижней приближенной к забою их части, где армирующий элемент имеет максимальную величину, уменьшение его в сторону оси шарошки не повлияет на стойкость вооружения шарошки в целом.

Формула изобретения

1.Буровое шарошечное долито, содержащее лапы с цапфами, установленные на цапфах посредством подшипников шарошки с фрезерованными зубьями и армирующий элемент, расположенный на обратных конусах шарошек, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности долота за счет снижения энергоемкости при его работе, армирующий элемент выполнен с одной из боковых сторон, расположенной под острым углом к противоположной боковой стороне армирующего элемента, размещенной со стороны набегающей части зуба, причем вершина острого угла расположена со стороны оси шарошки.

2.Долото по п. 1, отличающееся тем, что сторона армирующего элемента, расположенного со стороны оси шарошки, равна не более половины ширины армирующего элемента.

В

4

Использование: бурение скважин раз личного назначения. Сущность изобретения: буровое шарошечное долото содержит лапы с цапфами, Шарошки с фрезерованными зубьями установлены на цапфах посредством подшипников. Армирующий элемент расположен на обратных конусах шарошек. Армирующий элемент выполнен с одной из боковых сторон, расположенной под острым углом к противоположной боковой стороне элемента. Последняя размещена со стороны набегающей части зуба. Вершина острого угла расположена со стороны оси шарошки. Сторона армирующего элемента, расположенного со стороны оси шарошки, равна не более половины ширины фиксирующего элемента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

ри. 1 дидА

фиг. 2