Породоразрушающий зубок бурового долота

Породоразрушающий зубок бурового долота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области буровой техники и позволяет повысить механическую скорость бурения за счет снижения сопротивления внедрению ,, увеличению глубины выкола и объема выбуренной породы. Зубок состоит из цилиндрического хвостовика I, рабочей головки 2 с вершиной в виде части тора. Его ось пересекает ось зубка и перпендикулярна ей. Головка 2 выполнена в виде конуса с углом 27° 0 40. Отношения большего R и меньшего г радиусов тора к диаметру D хвостовика 1 находится в пределах 0,3 R/D 2,0 и 0,2 г/О ,0 а : R/D 0,08 Cos o /1-Sln с/. Поверхность конуса и торца усечена двумя симметричньми относительно плоскости /П/ симметрии тора П с углом наклона 29° ft 50° к П симметрии тора. Отношение г/О 0,08 х Cos/3 1-S in . В процессе перекатывания шарошек по забою зубок внедряется в горную породу и испытьшает напряжение сжатия и изгиба. При этом выпуклая торовидная поверхность создает высокое контактное давление на породу при умеренных нагрузках на долото. I з.п.ф-лы. 4 ил. 1(Л СО 4 4 00 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5!) 4 Е 21 В 10/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4013961/22-03 (22) 28.01.86 (46) !5.10.87.Бюл. Р 38 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) P.Ì,Эйгелес, А.Б.Левина, А.С.Гришин, Т.Г.Агошашвили, Д.А.Лубяный, Э.Г.Шмидт и Ю.Г.Михайлин (53) 622.24.05!.55 (088.8) (56) Патент США N 3495656, кл. 175-341, опублик.1970.

Авторское свидетельство СССР

В 446622, кл. Е 21 В 10/16, 1972. (54) ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИИ ЗУБОК БУРОВОГО ДОЛОТА (57) Изобретение относится к области буровой техники и позволяет повысить б механическую скорость бурения эа

1 счет снижения сопротивления внедрению, увеличению глубины выкола и объема выбуренной породы. Зубок состо„,SU„, 1344888 А1 ит из цилиндрического хвостовика 1 рабочей головки 2 с вершиной в виде части тора. Его ось пересекает ось зубка и перпендикулярна ей. Головка

2 выполнена в виде конуса с углом

27 (ц (40 . Отношения большего R и меньшего г радиусов тора к диаметру D хвостовика 1 находится в пределах 0,3 4 R/D 2,0 и 0,2 (r/D < к1,0 а R/D > 0,08 Cos с(/1-S in о(.

Поверхность конуса и торца усечена двумя симметричными относительно плоскости /П/ симметрии тора П с углом наклона 29 i р <50 ?? ?? ?????????????????? ????????. ?????????????????? ??>

«Cos 3 =1-Sin p . В процессе перекатывания шарошек по забою зубок внедряется в горную породу и испытывает напряжение сжатия и изгиба. При этом выпуклая торовидная поверхность создает высокое контактное давление на породу при умеренных нагрузках на долото. I з.п.ф-лы. 4 ил.

)344888

Изобретение относится к буровой технике, а именно к породоразрушающим элементам шарошечных долот.

Цель изобретения — повьппение механической скорости бурения за счет снижения сопротивления внедрению, увеличению глубины выкола и объема выбуренной породы.

На фиг.1 изображен породоразрушающий зубок бурового долота, вид спереди; на фиг,2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 — выполнение породоразрушающего зубка бурового долота, усеченного двумя симметричными относи, тельно плоскости симметрии тора плоскостями, вид спереди; на фиг.4то же, вид сбоку.

Породоразрушающий зубок бурового долота состоит из посадочного хвостовика 1 цилиндрической формы, конусной рабочей головки 2 с тороидальной вершиной 3. Конусная рабочая головка

2 может быть усечена двумя симметричными относительно плоскости симметрии тора плоскостями 4.

Отличительная особенность предлагаемого зубка заключается в том, что рабочая головка, выполненная в виде конуса с углом o(обеспечивает постепенное нарастание размеров контактной площадки и, следовательно, снижает сопротивление внедрению. Так как конструкцией предлагаемого зубка предусмотрен переход торовидной вершины в коническую рабочую головку, то это обуславливает вступление в работу конической рабочей головки при знаI чительных углублениях торовидной вершины, которая (подобно клину ) способствует выкалыванию большого объема породы.

Таким образом, выполнение конусной рабочей головки с торовидной вершиной позволяет снизить сопротивление внедрению, что при тех же глубинах внедрения зубка в породу (что и у прототипа) цает увеличение глубины-выкола и объема выбуренной породы.

Отличительный признак предлагаемо. го зубка заключается в том, что поверхности тора и конуса могут быть усечены двумя симметричными относительно плоскости симметрии тора плоскостями с углом pнаклона к плоскости симметрии тора, что обеспечивает усиление положительного эффекта, создаваемого конусной рабочей голов10

55 кой с торовидной вершиной, а именно способствует уменьшению нарастания площадки контакта и, следовательно, сопротивления внедрению, а также усиливает и концентрирует расклинивающий эффект в заданном направлении.

Наилучший эффект обеспечивают зубки с определенными соотношениями геометрических параметров тора, конуса и цилиндра (большего R и меньmего r радиусов, диаметра D цилиндрического хвостовика, угла о(конуса и угла (з наклона секущих плоскостей к плоскости симметрии тора ), установленные экспериментально. В результате проведенных испытаний выявлено, что наибольшую глубину и объем лунок выкала при одинаковой глубине внедрения, а следовательно, и меньшую силу сопротивления внедрению имеют зубки, геометрические параметры которых лежат внутри интервалов углов 27 4 o(840 29 g c. 50

R соотношений 0,3 - — — 2,0;

0,2 с — — < 1,0 причем

Г !

R . 0 08 Созс(r 0 08 Cosp

--) «А» А

0 1-Sind 0 1- Sing

Породоразрушающий зубок бурового долота работает следующим образом.

При бурении на долото передается осевая нагрузка и крутящий момент.

В процессе перекатывания шарошек по забою скважины твердосплавный зубок 1, запрессованный в корпусе шарошки внедряется в горную породу и при этом испытывает напряжение сжатия и изгиба.

В процессе внедрения зубка 1 в породу выпуклая торовидная поверхность, переходящая в конусную рабочую головку 2, создает высокое контакт ное давление на породу при умеренных нагрузках на долото.

Преимущество предлагаемого зубка (по сравнению с известными) заключается в выполнении конусной рабочей головки с торовидной вершиной, что при определенных соотношениях геометрических параметров тора, конуса и цилиндра снижает сопротивление внедрению, увеличивает глубину внедрения и объем выкола, организует направление выкола. Кроме того, преимуществом предлагаемого зубка является

l34488 повышение механической скорости и, следовательно, эффективности бурения в средних и твердых породах.

Формула изобретения

1.Породоразрушающий зубок бурового долота, состоящий из цилиндрического хвостовика, рабочей головки с ð вершиной в виде части тора, ось кото— рого пересекает ось зубка и перпендикулярна ей, отличающийся тем, что, с целью повышения механической скорости бурения эа счет сни" жения сопротивления внедрению, увеличению глубины выкола и объема выбуренной породы, рабочая головка выполнена в виде конуса с углом 27 4

Д

i y (40", причем отношения большего

R и меньшего r радиусов тора к диаметру D цилиндрического хвостовика

R находится в пределах 0,3 — — < 2,0

0 2 < r c R 0 08 Cos c

2. Породоразрушающий зубок по п.1, отличающийся тем, что поверхность конуса и тора усечена двумя симметричными относительно плоскости симметрии тора плоскостями с углом наклона 29 < < 50

c к плоскости симметрии тора, при этом отношение меньшего радиуса r тора к диаметру D цилиндрического хвостог 0 08 Cosa вика — )

D 1 — Sin p

1344888

Составитель А.Хромин

Техред Л.Сердюкова Корректор M.ØàðoøH.

P едак тор А. Рев ин

Заказ 4896/32 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4