Шарошка бурового долота Советский патент 1993 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к породоразру- шающему инструменту, а именно - к шарошкам буровых шарошечных долот.

Известна шарошка бурового долота, содержащая корпус с запрессованными твердосплавными зубками, причем зубки одного венца имеют одинаковый вылет над телом шарошки.

Наиболее близка,к изобретению шарошка, содержащая корпус с зубчатыми венцами, причем в каждом венце соседние зубья также установлены ступенчато.

Недостатком этой шарошки является неравномерность износа зубьев: в случае выполнения их фрезерованными, более высокие зубья претерпевают более интенсив- ный абразивный износ с увеличением площадок притупления, что приводит к уменьшению удельного давления на породу и к снижению темпа углубления забоя: в Случае выполнения зубьев твердосплавными, более высокие зубья скалываются, что

также снижает темп углубления забоя и засоряет его твердосплавными обломками.

Цель изобретения - повышение эффективности работы шарошки за счет обеспечения динамичности воздействия зубьев (зубков) на забой при сохранении их стойкости к поломкам.

Поставленная цель достигается тем, что в одном или более венцах шарошки устанавливаются с плавно изменяющимся вылетом над телом шарошки, причем разница в вылете между смежными зубьями, как прави46ло, не превышает , а количество

зубков в венце с максимальным вылетом, в зависимости от свойств разбуриваемой породы, изменяется от 2-х до 5-ти.

Выбор величины в вылете между смежными зубками и количества зубков с максимальным и минимальным вылетом в венце основаны на результатах стендовых испытаний с использованием тензометрической модели бурового долота на блоках различел

с

XI

чэ

Оч

о о

00

СА

ных горных пород. При этом определялось влияние разновысотности венцов шарошек на нагруженность опоры. Выявлено, что разница между максимальным и минимальным вылетом зубков в венце шарошки, при которой нагрузка на опору не возрастала до опасных значений, составляет 2-3 мм. Это соответствует разнице в вылете между

46 смежными зубками от до j число зубков

в венце, при наименьшем количестве зубков с максимальным вылетом в венце, равном 2. В шарошке для более крепких пород разница между максимальным и минимальным вылетом должна быть уменьшена что достигается за счет увеличения количества зубков с максимальным и минимальным вылетом в венце до 5.

На фиг. 1 показан общий вид шарошки бурового долота, оснащенной твердосплавными зубками; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Шарошка бурового долота содержит корпус с венцами, на которых установлены твердосплавные зубки. Величина вылета зубков на венце (венцах) плавно изменяется от Imax до Imin и обратно, в между двумя соседними зубками разница в вылете со

4 °TZ

ДО

где Z

количество

0

5

0

5

зубков в венце шарошки. В зависимости от крепости пород количество зубков на венце с максимальным вылетом составляет 2-5, причем меньшее значение соответствует белее мягким породам, большее значение более крепким, а угловой шаг расположения зубков в венце уменьшается с увеличением их высоты.

При работе шарошки она перекатывается по забою скважины, взаимодействуя с ним своими зубками и разрушая горную породу. При этом нагрузка на породу увеличивается от зубка с минимальным вылетом к зубку с максимальным вылетом, что .интенсифицирует процесс ее разрушения. Форма забоя в этом случае становится ухабообраз- ной, такой забой по сравнению с плоским требует меньших затрат энергии на разрушение породы. Опасность поломки зубков с максимальным вылетом, испытывающих максимальные нагрузки, исключается за счет расположения их с максимальным шагом, при этом уменьшается изгибающие нагрузки на эти зубки, к которым они наиболее чувствительны.

Использование: породоразрушающий инструмент, а именно шарошки буровых шарошечных долот. Сущность: количество пар зубков с максимальным и минимальным вылетами зубков на каждом венце шарошки лежит в пределах 2-5, а разница в вылете между соседними зубками на каждом венце лежит в пределах от 46 j до , где Z - количество зубков в венце. Угловой шаг расположения зубков на каждом венце равномерно уменьшается с увеличением их вылета. При работе за счет расположения зубков порами с максимальным и минимальным вылетами усиливается динамическое воздействие зубьев на забой. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения

С.

до , где Z - количество зубков в венце.

p(J. 2