Шарошечное долото для реактивно-турбинного бурения

Шарошечное долото для реактивно-турбинного бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ШАРШЕЧНОЕ ДОЛОТО ДЛЯ РЕАКТИВНО-ТУРБИННОГО БУРЕНИЯ, включающее корпус с промывочньвш каналами и шарошки с зубьями, армированными твердосплавными штырями, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности его работы путем снижении площади контакта венцов с забоем при одновременном сохранении их прочности, зубья шарошек выполнены в виде эллиптических усеченных конусов, снабженных ребрами жесткости , установленными в плоскости малой оси эллипса, при этом большая ;ось эллипса ориентирована в направ|ленни , перпендикулярном образующей УЕ абочей части шарошки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

CNN

РЕСПУБЛИН () 9) (1.1) 4(51) Е 21 В 10 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНСВМ СЮщЕТЕЗЬСТВМ

Я21) 3647724/22-03 (22) 03.. 10. 83 (46) 07.02.85. Бюл. В 5

:(72) А.Н..Попов, А.А. Рыбалка, В.А. Высоцкий и В.И. Либерман (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного:Знамени научно-исследователь". ский институт буровой техники (53) 622.24.051.(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 420749, кл. Е 21 В 10/16, 1964.

2. Палий П.А. и др. Буровые долота, М., "Недра", 1971 с. 344, рис.УР. (прототип). (54) (57) ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО ДЛЯ РЕАКТИВНО -ТУРБИННОГО БУРЕНИЯ, включающее корпус с промывочными каналами и шарашки с зубьями, армированными твердосплавными штырями, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности его работы путем снижения площади контакта венцов с забоем при одновременном сохранении их прочности, зубья шарошек выполйены в виде эллиптических усеченных конусов, снабженных ребрами жесткости, установленными в плоскости ма лой оси эллипса, при этом большая

:ось эллипса ориентирована в направении, перпендикулярном образующей абочей части шарошки.

1138

474

1

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным долотам для сооружения скважин большого диаметра.

Известно шарошечное долото, содержащее лапы с цапфами, на которых посредством подшипников смонтированы шарошки, вооруженные твердосплавными вубкани (1) .

Недостаток таких долот заключает- 10 ся в том, что при износе выступающих из тела шарошки частей твердосплавных зубков она вступает в контакт с породой вдоль всей образующей ее рабочей части. При этом, в связи с уве- 15 личением поверхности шарошки, соприкасающейся с породой, удельная осевая о нагрузка не забой резко уменьшается, что существенно снижает эффективность процесса разрушения. 20

Наиболее близким:к изобретению .по технической сущности и достигаемому результату является шарошечное долото для Реактивно-турбинного буре-. ния, включающее корпус с промывочнйми каналами и шарошки с зубьями, армиро-, ванными твердосплавными штырями P), Однако при работе этого долота наблюдается значительное скольжение породораэрушающих элементов по за- З0 бою, присущее реактивно-турбинному способу бурения. При этом интенсивно изнашивается вооружение шарошек, осо" бенно в крепких абразивных породах.

Причем пОсле ВЫХОДЯ из стРОЯ частей 35 твердосплавных штырей, выступающих иэ тела шарошки, начинают срабатываться зубья совместно с оставшимся в них твердым сплавом.

Зубья при шзиосе имеют большую пло- 40 щадь контакта с забоем. Это уменьшает осевую нагрузку на породу и приводит к сниж нию механической скорости бурения. Как нравило, из-эа низкой механической скоРости бурение прекра-45 щают уже при начальной фазе износа вен-: цовых выступов. При этом по высоте срабатывается лишь незначительная.

% честь каждого твердосплавного штыря, большая же часть его остается в теле .шарошки и не используется.

Цель изобретения — повьппение эффективности работы долота путем снижения площади контакта венцов с забоем при одновременном сохранении нх прочности. 55

Указанная цель достигается тем, что . в шарошечном долоте для .реактивно-турбинного бурения, включающем корпус с промывочными каналами и шарошки с зубьями, армированными твердосплавными

I штырями, зубья шарошек выполнены в виде эллиптических усеченных конусов, снабженных ребрами жесткости,. установленными в плоскости малой оси эллипса, при этом большая ось эллипса ориентирована в направлении, перпендикулярном образующей рабочей части ша-. рошки.

На фиг. 1 изображено долото, общий внд, на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 2; на фиг. 4— вид В на фиг. 2.

Долото состоит, иэ корпуса 1, на ко" тором размещены шарошки 2. Шарошки имеют твердосплавные штыри 3, установленные в зубьях, выполненных в виде эллиптических усеченных конусов 4, каждый из которых снабжен ребрами 5 жесткости, установленными в плоскости малой оси 6 эллипса. Большая ось 7 эллипса ориентирована в направлении, перпендикулярном образующей рабочей части шарошки 2. Подача очистного агента осуществляется через промывочные каналы.

Долото работает следующим образом.

Долото устанавливают на забой, включают подачу промывочной жидкости и начинают вращение. При этом твердосплавные штыри 3 под действием осевой нагрузки внедряются в массиви интенсивно разрушают породу. В процессе бурения, в первую очередь, изнашиваются части твердосплавных штырей, выступающие иэ теда шарошки 2. Затем в работу вступают зубья шарошек 2, которь1е изнашиваются совместно с твер» досплавными штырями 3. Таким образом, поскольку материал зубьев изнашивается более быстро, происходит постоянное Обнажение твердосплавных штырей. Бурение ведется до полного срабатывания эллиптических конусов 4 и вставленных в них твердосплавных штырей. Практика реактивно-турбин" ного бурения показывает, что возможно и целесообразно срабатывание зубьев совместно со штырями до их основания, т.е заподлицо с рабочим конусом шарошки, что обеспечивается большим скольжением вооружения по забою.

Предлагаемое выполнение долота для реактивно-турбинного бурения позволит уменьшить площадь контакта венцовык выступов с забоем и одновременно сохранить их прочность.Раз1138474

Составитель С. Денисова

Техред А.Ач Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Джуган

Заказ 10б48/21 Тираж 540 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мещение ребер 5 жесткости в плоскости малой оси б эллипса, вдоль образующей шарошки 2, дает возможность усилить зубья в направлении действия наибольших реактивных сил, возникаю- 5 щих при реактивно-турбинном бурении.

В то же время именно в этом направлении наблюдается наибольшее скольжение, а следовательно, и более интенсивный износ зубьев совместно с ребрами 5 жесткости. Причем такое размещение ребер 5 жесткости не препятствует движению шлама, цри бурении перемещающемуся от центра долота к. периферии. Выполнение зубьев в виде 15 эллипса, большая ось которого ориентирована в направлении, перпендикулярном образующей рабочей части ша рошки, позволит усилить зубья в этом направлении, являющимся вторым по величине действующих нагрузок, и одновременно создать благоприятные усло:вия для движения шлама, обеспечивая

:свободный его проход вдоль образую щей рабочей части шарошки.. Следует отметить, что для сохранения площади поперечного сечения зубьев постоянной следовало бы угол на. клона их боковых поверхностей принимать равным нулю. Однако это затруд" нила бы изготовление шарошек с эллип,тической формой выст.„пов, которые ! практически могут быть изготовлены только литьем ко выплавляемым моделям. Кроме того, коническая форма вы ! ступа обеспечивает его большую проч ность.