Буровое шарошечное долото Советский патент 1981 года по МПК E21B10/16 

(5) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а женно к шарошечным долотам режущего действия. Известно шарошечное долото содер жащее корпус и установленную на оси сферической формы шарошку, радиус которой равен радиусу скважины . Недостатком устройства является низкая механическая скорость бурения Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является бур рое шарошечное долото, включающее корпус с обращенными от центра к периферии наклонными цапфами, на которых посредством подшипников смонтированы шарошки с наружной поверхностью в виде части сферы 2. Недостатком известного долота является низкая стойкость из-за неравномерного выхода из строя его вооружения. Это связано с тем, что в процессе бурения каждый породоразрушающий элемент долота участвует в разру шении породы, описывая на полусферической поверхности забоя спиральную кривую пространственной формы, длина которой зависит от удаления породоразрушающего элемента, от оси вращения долота, а форма - от наличия и величины смещения осей шарошек. В зависимости от мгновенного положения элемента на разных участках поверхности забоя изменяется и величина действующего на него нормального давления, что влияет на величину выполняемой им работы. Таким образом, суммарнаявеличина работы по разрушению забоя, выполняемая каждым венцом в отдельности, является разной и зависит от его расположения на сферической поверхности шарошки, а также удаления от оси вращения долота. Однако в известном долоте количество породоразрушающих элементов в каждом венце шарошек не увязано с величиной этой работы, что приводит к опережающему износу наиболее нагружённых венцов. Указанное явление в наибольшей степени сказывается в конструкции долот го смещенными осями шарошек. Цель изобретения - повышение стой кости вооружения долота. Поставленная цель достигается тем что суммарная величина контактной поверхности каждого венца пропорциональна величине проекции соответствую . щей ему площади поверхности разрушения забоя на плоскость, перпендикуля ную оси вращения долота. На фиг. 1 изображено долото, общий вид , на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг. 3 - схема работы вооружения долота. i Долото состоит из корпуса 1 и шаро шек 2 со сферической поверхностью, армированной породоразрушающими элементами 3. Шарошки 2 могут быть уста новлены на наклонных цапфах k посред ством подшипников 5 со смещением осе или без смещения, а долото выполняет ся длр бурения как кольцевым, так и сплошным забоями. Породоразрушающие элементы 3 располагаются на шарошках 2 по концентрическим венцам, ко . торые частью своей длины сопряжены с поверхностью забоя, образуемой вращением долота. Начальная и конечмая точка линии сопряжения 1-го венца с этой поверхностью определены расстояниями от оси вращения R,j и Общая контактная поверх ность вооруженияt-го венца прямо пропорциональна величине кольцевой площади, образуемой окружностями с радиусами R moixn , и представляющей собой проекцию площади разрушения забоя 1-ым венцом на гори зонтальную плоскость, т.е. на плоскость, перпендикулярную оси вращения долота. Разрушение горных пород предлагаёмым долотом Осуществляется путем вращения и создания осевой нагрузки. При вращении шарошек 2 каждый породоразрушающий элемент 3 i то венца , разрушая породу резанием, осуществляет движение по спирали пространственной формы. При этом начало и конец описываемой им траектории определены величинами упОУ. . Величина работы, совершаемай единичным режущим элементом, пропорциональна длине проекции его траектории по поверхности забоя на плоскость, перпендикулярную оси вращения долота, а суммарная работа элементов венца пропорциональна величине площади проекции соответствующей кольцевой поверхности забоя на эту плоскость. С учетом этого величина контактной поверхности каждого венца предлагаемого долота выбрана пропорционально величине проекции площади поверхности разрушения, в которой он принимает участие, что обеспечивает равномерный износ вооружения всех породоразрушающих элементов и тем самым повышает стойкость долота в целом. Применениепредлагаемого долота позволяет повысить проходку и механичеСкую скорость бурения. Формула изобретения Буровое шарошечное долото, включающее корпус с обращенными от центра к периферии наклонными цапфами, на которых посредством подшипников смонтированы шарошки с наружной поверхностью в виде части сферы, о тличающееся тем, что, с целью повышения стойкости его вооружения, суммарнаявеличина контактной поверхности каждого венца пропорциональна величине проекции соответствующей ему площади поверхности разрушения забоя на плоскость, перпендикулярную оси вращения долота. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ff- 25079, кл. Е 21 В 9/U, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР №- 25897, кл. Е 21 В 9/18, 196.

i/e.f