Буровое долото

Буровое долото

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

БУРОЮЕ ДОЛОТО, содержащее корпус с отверстиями в виде круглого цилиндра и запрессованные в них с натягом породоразрушакмцие вставки с боковыми гранями, о т л ичающееся тем, что, с целью повьшения надежностикрепления вставок и снижения трудоемкости изготовления долота, боковые грани вставок выполнены выпуклыми и имеют в плане форму дуг окружностей радиусами, равными диагонали равностороннего многоугольника с нечетным количеством сторон, при этом центры дуг расположены в вершинах многоугольника. S СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С«| °

РЕСПУБЛИН

4(у) Е 21 В 10/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»ггг l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OVHPblTHA (21) 3630547/22-03 (22) 17.05.83 (46) 23.02.85. Бюл. У 7 (72) М.Г.Абрамсон, Л.А.Позднякова, Позднышев и В.Ц.Поздняков (53) 622 ° 24.051.55(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N» 446618, кл. Е 21 D 10/16, !974.

2. Патент США У 3603414, кл. 175-374, опублик. 1971 (прототип), (54) (57) БУРОВОЕ ДОЛОТО, содержащее корпус с отверстиями в виде круг

„„Я0„„1141179 А лого цилиндра и запрессованные в них с натягом породоразрушающие вставки с боковыми гранями, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности. крепления вставок и снижения трудоемкости изготовления долота, боковые грани вставок выполнены выпуклыми и имеют в плане форму дуг окружностей радиусами, равными диагонали равностороннего мноroyгольника с нечетным количеством сторон, при этом центры дуг расположены в вершинах многоугольника.

1 11411

Изобретение относится к технике и технологии бурения нефтяных, газовых и других скважин и может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации породо5 разрушающеro бурового инструмента в том числе шарошечных долот.

Известно буровое шарошечное долото, включающее корпус и шарошку, венцы которых армированы твердо- 10 сплавными клиновидными зубьями, в котором с целью повышения эффективности бурения кромки соседних клиновидных зубьев на всех венцах смещены относительно другого на угол, выбираемый в соответствии с соотноше. нием g =180/и, где n — число зубьев

В этом долоте вставные зубья, имеющие форму круглого цилиндра, закреп,ляются в отверстиях шарошки, име. ющие также форму круглого цилиндра, с гарантированным натягом в холодном состоянии. При этом в отверстиях создаются упруго-пластические де†. формации, одинаковые по периметру круга, сжимающие остаточные напряжения в материале корпуса шарошки будут также одинаковы. В процессе бурения долотом на систему шарошказуб действуют в основном динамичес30 кие силы, приложенные к зубку, которые, постепенна ослабляя прочность крепления его в шарошке, разворачивают кромки клиновидных зубьев по линии наименьшего сопротивления (кромка зубьев располагается параллельно действию сил). При дальнейшем увеличении овальности отверстия происходит выпадение зубьев на забой скважины.

В настоящее время в долотостроении наметились тенденции использования зубков с несимметричной относительно оси хвостовика рабочей головкой. Такие зубки в процессе рабо- 45 ты бурового инструмента под действием силы реакции породы проворачиваются в отверстии; Это приводит к нарушению заданной конструктором наиболее оптимальной схемы разрушения породы и выпадению зубков из отверстия, что значительно снижает технико †экономическ показатели бурения.

Наиболее близким к изобретению 55 по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с отвер79 2 стиями в виде круглого прямого цилиндра и запрессованные в них с натягом породоразрушающие вставки с боковыми гранями j2).

Недостатком известного долота является сложность изготовления породораэрушающих вставок с гранено,,боковой поверхностью из-за необходимости Шлифовки их граней и малая надежность крепления вставок из-за неполного контакта их граней с корпусом долота или шарошки.

Целью изобретения является повышение надежности и снижение трудоемкости изготовления долота.

Указанная цель достигается тем, что в буровом долоте, содержащем .корпус с отверстиями в виде прямого круглого цилиндра и запрессованные в них с натягом породоразрушающие вставки с боковыми гранями, последние выполнены выпуклыми и имеют в плане форму дуг окружностей радиусами, равными диагонали равностороннего многоугольника с нечетным количеством сторон, при этом центры дуг расположены в вершинах многоугольника, На фиг.1 изображено долотд, общий вид; на фиг.2 и 3 — варианты выполнения породоразрушающей вставки соответственно треугольной и пятиугольной формы в поперечном сечении.

Долото содержит корпус 1 с рабо— чими органами 2, в которых выполнены отверстия 3 в виде круглого прямого цилиндра, и запрессованные в них с натягом породоразрушающие вставки 4 с выпуклыми боковыми граня ми 5, имеющими в плане форму дуг с радиусами R, равными диагонали, а равностороннего многоугольника с нечетным количеством сторон; при этом центры дуг расположены в вершинах многоугольника (e bC) .

Для вставок породоразрушающего бурового инструмента наилучшим вариантом является некруглый цилиндр постоянного диаметра, образованный дугами трех окружностей, радиус которых равен стороне равностороннего треугольника, а центры дуг находятся на вершинах равностороннего треугольника фиг.2). Площадь круга ((а равна ††вЂ, а площадь сечения предложенного некруглого цилиндра постоянного диаметра равна (а /2J

Составитель С. Денисова

Редактор С.Патрушева Техред Т.Фанта

Корректор E. Сирохман

Заказ 463/25 Тираж 540

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 1141 (i> — 43 ). Отношение площади круга к площади сечения некруглого цилиндра постоянного диаметра равно

1,16. Следовательно, при использовании зубка формы некруглого цилиндра постоянного диаметра будет значительная экономия материала, из которого изготавливается зубок. На фиг.3 показан некруглый цилиндр на базе многоугольника. 10

Устройство работает следующим образом.

Вставка 4 изготавливается в специальной пресс-форме но обычной технологии. В связи с тем, что он конструктивно значительно проще и в сравнении с известным зубком (меньше граней, нет переходов, нет конусности и т.д.) трудоемкость изготовления снижается, а качество повышается. В корпусе рабочих органов 2 инструмента сверлится по обычной технологии отверстие 3 формы круглого

179 4 цилиндра. В отверстие 3 эапрессовывается по обычной. технологии вставка 4 с гарантированным натягом. В процессе запрессовки происходит пластическая деформация стенок отверстия и металл корпуса полностью обжима-ет вставку, причем вставка по вершинам равностороннего треугольника имеет наибольшее внедрение в металл корпуса и деформирует отверстие круглого цилиндра в отверстие некруглого цилиндра постоянного диаметра.

Исследования показали, что вставку предложенной формы можно запрессовывать со значительно большим натягом без образования трещин, что значительно повышает прочность и надежность соединения и исключает проворот вставки при любой форме рабочей головки. Это, в свою очередь, ведет к повышению стойкости бурового долота в целом.