Шарошка бурового долота Советский патент 1992 года по МПК E21B10/16 

Фиг.1

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

Известны шарошки бурового долота, обратные конуса которых армированы твердосплавными зубками.

Промышленное использование указанных шарошечных долот показало, что они быстро теряют диаметр, особенно при бурении по твердым абразивным породам. Связано это с установкой твердосплавных зубков на обратном конусе шарошки заподлицо с телом и в один ряд.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является буровое шарошечное долото, шарошки которого имеют корпус со ступенчатым обрат- ным конусом. Ступени армированы выступающими над телом шарошки рядами твердосплавных зубков.

Недостатком шарошек этого дблота является то, что разместить калибрующие ряды зубков на обратных конусах в два ряда и, особенно, в три яруса возможно лишь при условии резкого уменьшения габаритов цапфы по диаметру, что недопустимо снижает ее прочность и ресурс работы опор.

Цель изобретения - повышение эффективности работы шарошки за счет увеличения стойкости ее обратного конуса.

Указанная цель достигается тем, что на конусной поверхности, соединяющей ступени обратного конуса шарошки бурового долота, установлены без увеличения длины образующей дополнительные калибрующие зубки, причем образукщие ступеней расположены под острым углом к оси шарошки, Кроме того, основные и дополнительные калибрующие зубки установлены под острым углом к радиусу шарошки, а рабочие головки основных и дополнительных зубков направлены навстречу друг другу.

Установка калибрующих зубков под углом друг к другу позволяет, не уменьшая габаритов опоры (как в прототипе) и не удлиняя образующей обратного конуса, разместить на последнем большее количество рабочих головок зубков, повысить эффективность их работы благодаря снижению динамических усилий, действующих на зубки, контактирующие со стенкой скважины. Объясняется этотем.что указанная схема установки зубков обеспечивает одновременно большую контактирующую поверхность зубков со стенками скважины, а следовательно, соответственно снижается и удельная нагрузка на каждый калибрующий зубок. Установка зубков основного ряда позволяет увеличить расстояние между Цапфой и хвостовиком вставок, что позволяет пропорционально увеличить диаметр цапфы в самом опасном сечении (с точки зрения изгибающих нагрузок) и тем самым повысить работоспособность опоры, а следовательно, и долота в целом.

На фиг.1 показан фрагмент шарошки бурового долота; на фиг.2 - вид А на фиг.1. Шарошка 1 смонтирована на наклонной

цапфе 2 посредством подшипников 3. Шарошка 1 оснащена твердосплавными зубками, из которых зубки 4 основного венца и зубки 5, 6 на обратном конусе участвуют в калибровке стенок скважины. Зубки 4, 5 и б

установлены под острыми углами к радиусу шарошки, при этом рабочие головки зубков 5 и 6 направлены навстречу друг другу. Такое расположение зубков 5 и 6 позволяет концентрировать большее количество рабочих зубков на обратном конусе, не удлиняя его образующую, обеспечивая более эффективную калибровку стенок скважины. При этом зубки 5 создают зону предразру- шения, которая затем эффективно разрушается зубками б. Калибрующие зубки 5 и 6 в плоскости, перпендикулярной продольной оси цапфы 2, установлены под углом а и ОС2 к радиусу шарошки (фиг.2), при этом расстояние между их вершинами меньше,

чем расстояние между их хвостовиками, что позволяет дополнительно сблизить вершины калибрующих зубков соседних рядов, увеличив их общее количество.

Принцип работы долота заключается в

следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушаю- щие элементы основных венцов шарошек внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочной жидкостью. В процессе углубки скважины стенки ее калибруются зубками 4, 5 и 6. Это позволяет концентрировать большее количество рабочих головок зубков на обратном конусе, не удлиняя его

образующей, повысить эффективность их работы благодаря значительному снижению удельной нагрузки, действующей на калибрующие зубки. При этом зубки 5, расположенные на конусе со стороны забоя.

находящиеся ближе к забою скважины, создают зону предразрушения, которая окончательно разрушается зубками 6.

Все это позволяет повысить эффективность калибровки стенок скважины и тем

самым повысить и стойкость всего долота в целом.

Формула изобретения 1. Шарошка бурового долота, содержащая корпус со ступенчатым обратным корпусом, ступени которого соединены конусной поверхностью, и калибрующие зубки, установленные на ступенях обратного конуса, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы шарошки за счет предварительного разрушения породы, она снабжена дополнительными калибрующими зубками, установленными на конусной поверхности, причем образующие ступеней расположены под острым углом к оси шарошки.

2. Шарошка по п.1,отличающаяся тем, что основные и дополнительные калибрующие зубки установлены под острым углом к радиусу шарошки в ее поперечном сечении, причем рабочие головки основных зубков направлены навстречу рабочим головкам дополнительных зубков.

Изобретение относится к породоразру- шающему инструменту, а именно к буровым долотам шарошечного типа. Сущность заключается в том, что на конусной поверхности шарошки установлены дополнительные калибрующие зубки 6. Образующие ступеней обратного конуса расположены под острым углом к оси шарошки 1. Рабочие головки зубков 5 направлены навстречу рабочими головками зубков 6, а оси зубков 5 и 6 установлены под острым углом к радиусу шарошки 1. При работе за счет зубков 6 на обратном конусе вершины 1 сконцентрировано большое количество калибрующих зубков. Это позволяет снизить удельные нагрузки. Зубки 5 создают зону предразру- шения, в которой порода окончательно разрушается зубками 6.1 з.п. ф-лы, 2 ил. MJ Ё VI 00 to ю ON СО со

Фиг. 2

Вид А