Буровое шарошечное долото Советский патент 1983 года по МПК E21B10/16 

(54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

1

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее корпус и шарошки с многоконусной поверхностью, вершинь которых равноотдалены от оси долота, при этом зубцы перпендикулярного венца расположены на конической поверхности, вершина которой направлена в сторону, противоположную вершине шарошки 1.

Недостатком данного долота является низкая эффективность работы калибрующих зубков на периферийных венцах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, содержащее секции с цапфами, на которых посредством подшипников. смонтированы конические шарошки с венцами, армированными твердосплавными зубками с рабочей головкой в виде сферического сегмента с наклонной гранью 2.

Однако данное долото имеет малую механическую скорость бурения.

Целью изобретения является повышение механической скорости бурения.

Эта цель достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, содержащем секции с цапфами, накоторые посредством подшипников смонтированы конические шарошки с венцами, армированными твердо5 сплавными зубками с рабочей гоЛовкой в виде сферического сегмента с наклонной гранью, твердосплавные зубки периферийного венца ориентированы плоской гранью под углом 40-50° к образующей конуса, при этом угол наклона ot плоской грани

к оси зубка определяется по формуле

to-aC -J5 2J-1

где D - диаметр зубка, мм;

Н - высота рабочей головки, мм. На фиг. 1 изображено долото, общий 15 вид; на фиг. 2 - твердосплавный зубок, в двух проекциях; на фиг. 3 - схема расположения штырей йа венцах шарошки.

Буровое долото содержит сваренные между собой секции 1 с цапфами 2, на которых смонтированы шарошки 3 с венцами «ив, армированными твердосплавными зубками 4 с рабочей головкой в виде сферического сегмента с наклонной плоской гранью. На периферийных венцах а зубки ориентированы плоской гранью под углом 40-50° к образующей конуса, что облегчает скалывание породы в месте сопряжения стенки скважины с забоем в сторону средних венцов 8. Угол наклона ot плоской грани -к оси зуба 4 определяется по формуле S 2fr где D-диаметр зубка, мм; Н - высота рабочей головки, мм. Долото работает следующим образом. Вращение и осевое усилие передаются через секции 1 на цапфы 2 и шарошки 3, которые перекатываются по забою скважины, внедряя головки зубьев 4 в породу, что приводит к ее разрушению. Рабочая головка с наклонной плоской гранью и.меет меньшую поверхность контакта с породой и разрушает ее двумя рабочими поверхностями: сферической путем раздавливания и плоской путем скалывания. Кроме того, в местах контакта ребер рабочей головки (на пересечении ее сферической и плоской частей) в породе возникает концентрация напряжений, способствующая образованию и развитию трещин и ускоряющая процесс ее разрушения. / Такое выполнение долота позволяет повысить механическую скорость бурения. Формула изобретения Буровое шарощечное долото, содержащее секции с цапфами, на которых посредством подшипников смонтированы конические шарошки с венцами, армированными твердосплавными зубками с рабочей головкой в виде сферического сегмента с наклонной гранью, отличающееся тем, что, с целью повышения механической скорости бурения, твердосплавные зубки периферийного венца ориентированы плоской гранью под углом 40-50° к образующей конуса, при этом угол наклона ot плоской грани к оси зубка определяется по фор.муле gJ Hгде и - диаметр зубка, .мм; Н -- высота рабочей головки, мм. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 202026, кл. Е 21 В 10/16, 1964. 2.Патент Франции № 2403446, кл. Е 21 В 9/36, опублик. 1979 (прототип).

/

Фиг. 2

Фаг.