Долото буровое

Долото буровое

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к бурению глубоких скважин на нефть и газ и позволяет повысить работоспособность долота за счет улучшения теплоотвода. Каждый из резцов корпуса включает износостойкую пластину 3 с подложкой (П) 4, закрепленной на державке 5, имейщей в поперечном сечении форму овгла и выполненной с продольным промывочным отверстием 5„ Последнее расположено диаметрально противоположно пластине 3 со стороны П 4 и сообщается посредство - канавки (К) 7 с основаниями пластины 3 или П 4. Выполненная на задней поверхности резца К 7 и1-1еет поперечное сечение, увеличивающееся к отверстнк 6, Выполненное з центре П 4 отверстие и К 7 зшюотнены теплопроводным материалом,. При бурении при нагреве резца овальная форма последнего позволяет снизить накапл - вание тепловой энергии в материале державки 5 за режущей кромкой и вдоль ее оси. Нал1етие К 7, заполненной теплопроводным материалом и соединяющей основания пластины 3 или П 4 с отверстием б, позволяет непосредственно отбирать тепло скоростным потоком промывочной жидкости, выходящим за режущей кромкой резца. 2 з.п.ф-лы, 8 ил. «е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 4 Е 21 В 10/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4098741/22-03 (22) 09.06.86 (46) 23. 11,88. Бюл. Н 43 (7 1) Институт сверхтвердых материалов

АН УССР и Уфимский нефтяной институт (72) В.В,рвач, Л.А.Алексеев и В.Ф;Кошовский (53) 622.233.051.74 (088.8) (56) Патент Великобритании

Р 1548499. кл. E 21 В 9/36, опублик.

1979.

Патент США 1 4303136, кл. Е 21 B 10/56, огублик. 1981. (54) ДОЛОТО БУРОВОЕ (57) Изобретение относится к бурению глубоких скважин на нефть и газ и позволяет повысить работоспособность долота за счет улучшения теплоотвода. Каждый из резцов корпуса включает износостойкую пластину 3 с подложкой (П) 4, закрепленной на державке 5, имеющей в поперечном сечении форму

„„SU„„И39195 овала и выполненной с продольным промывочным отверстием 6. Последнее расположено диаметрально противоположно пластине 3 со стороны П 4 и сообщается посредством канавки (К) 7 с основаниями пласт ..ны 3 илн П 4. Выполненная на задней поверхности резца К 7 имеет поперечное сечение, увеличива" ющееся к отверстию 6, Выполненное в центре П 4 отв"=рстп и К 7 заполнены теплопроводным материалом, При бурении при нагреве резца овальная форма последнего позволяет снизить накапли" ванне тепловой «нергнн в материале державки 5 за режущей кромкой и вдоль ее оси. Наличие К 7, заполненной теплопроводным материалом и соединяющей основания пластины 3 или П 4 с отверстием 6, позволяет непосредственно отбирать тепло скоростным потоком промывочной жидкости, выходящим за режу ей кромкой резца, 2 з.п,ф-лы, 8 ил.

1439195

Изобретение относится к бурению глубоких скважин на нефть и газ, а именно к породоразрушающему инструменту, буровыМ долотам.

Целью изобретения является повы5 шение работоспособности долота за счет улучшения геплоотвода. ,на фиг.1 изображено долото, продольное сечение; на фиг.2, — рабочая поверхность долота, вид со стороны торца .на фиг.3-6 — варианты. резцов, продольное сечение; на фигь7 и 8резцы; вид сверху.

Буровое долото состоит из корпуса

1, армированного .резцами 2, включающими износостойкую пластину 3 (фиг.1) с подложкой 4, закрепленной на державке 5 с промывочным отверстием 6, сообщающимся с помощью канавки

7 с основаниями изноеостойкой пластины 3 или подложки 4 (фиг.3 и 4). Канавка 7 заполнена тенлопроьодным материалом 8 (фпг.5,6 и 8).

Для снятия термонапряжений в износостойкой пластине 3 и в подложке 4в подложке 4, в центре., выполнено отверстие 9, также заполненное теплопроводным материалом 8„ Державка 5 резца 2 в поперечном сечении имеет форму овала (фиг.4 и 6) и торцовая часть державки (по заднему углу резца) образована пересечением наклонной цилиндрической поверхности с радиусом, равным радиусу иэносостойкой пластины, с боковой поверхностью дер- 35 жавки 5, Канавка 7 расположена от основания изпососойкой пластины 3 или основания державки 5 (фиг.3 и 7) и размещеиа вдоль большой Оси овальчого циQQ липдра к поверхности промывочного отверстия 6.

Поперечные. размеры канавки 7 обуславливаются диаметром износостойкой пластины 3 и для диаметров пластин 45

8 и 10 илп 13 и 5 мм ширина канавки равна 1,0-2,0 мм. Канавка 7 может быть выполнена в подложке и державке„

Ф например, электро-эрозионным (электроискровым) способом. Аналогично 50 выполняется отверстие 9 в подложке 4.

Наклонное промывочное отверстие 6 в державке 5 выполняется при одноосном прессовании pBpKGHKH IIQ оси от- 55 верстия в последующей сошлифовкбй основания державки под углом к оси

0 - (фиг. 8), Долото работает следующим образом.

При бурении режущая кромка износостойкой пластины 3 разрушает забой резанием. Подводимая к долоту механическая мощность затрачивается на разрушение забоя и температурный нагрев резцов 2. Благодаря тому, что резцы 2 выполнены в виде овального цилиндра и большая ось овала (a поперечном сечении державки) расположена перпендьп<улярно радиальному направлению, это позволяет расположить со стороны подложки 4 промывочное отверстие 6, что позволяет снизить накапливание (аккумулирование) тепловой энергии в материале державки

5 за режущей кромкой и вдоль ее оси.

Кроме того, наличие канавки 7, соединяющей основания пзпосостойкой пластипы 3 IIJIFI подложки 4 с промывочным отверстием 6, позволяет непосредственно отбирать тепло скоростным потоком промывочной жидкости, выходящим за режущей кромкой резца 2, Более интенсивный теплоотвод достигается при заполне канавки 7 теплопроводпым материалом (например, алмазом, медью или латупт,:о).. Особенно улучшается тепловод ."слп канавка 7 выполнепа с увеличила;вп,имся поперечным сечением к промыво .ному о;верстию, так как в этом случае увеличивается площадь теплоотдачи от теплопровnäíoão материала. Благодаря отводу тепла канавкой 7 теплопередача и распределение температуры в материале изпОсостоикои пла"тины Зь подлОжки

4 и державки 5 от режущей кромки (источника температуры) значительно снижается. Наличие припоя„ с помощью которого закреплена подложка 4 на державке 5 и крепление припоем теплог проводного материала 8, расположенного в канавке 7, еще более способствует отводу тепла от изностойкоч пластины и препятствует его распространению в тело державки 5. Заполнение теплопроводпым материалом 8 отверстия 9 в подложке при пайке подложки 4 с пластиной 3 к державке 5 также снимает термонапряжения в подложке и пластине, так как теплоотдача материала 8 вьш е чем у подложки и держалки.

Тенлоотдача со стороны передней грани износостойкой пластины 3 и со стороны ее основания благодаря канавке 7, а также от основания подложз

143 ки 4 и от поверхности заднего угла резца 2 благодаря наличию отверстия

6 со .стороны подложки 4, значительно снижает теплопередачу в продольном направлении державки 5 и вдоль поверхности заднего угла. Улучшение теплооТвода уменьшает появление опасных термонапряжений в материале износостойкой пластины 3, подложке 4 и выступающей части державки 5 как в продольном направлении, так и межцу этими элементами резца в направлении расположения канавки 7 °

Снижение термонапряжений в элементах резца 2 повьппает его работоспособность. Наличие промывочного отверстия 6 за подложкой 4 при бурении улучшает эффект очистки поверхности забоя и удаление выбуренных частиц, поступающих со стороны режущей кромки. Эффект очистки и охлаждения улучшается при расположении отверстия 6 под углом к продольной оси державки

{фиг.8) за счет эффекта эжекции.

Снижение термонапряжений в резцах

2 позволит увеличить их работоспособность и повысить ресурс работы долота, особенно при бурении средних и твердьгл пород, где работоспособность у известных резцов резко снижается по причине более интенсивного нагрева.

Таким образом, наличие в державке

5 резца 2 канавки 7, расположенной между основаниями из:осостойкой пласI

9195 тины 3 нлн подложки 4 и промывочным отверстием 6, размещенным за подложкой 4, заполнение канавки 7 теплопро5 водным материалом 8 позволяет улучшить отвод тепла, устранить появление ,опасных термонапряжений и увеличить, работоспособность резцов. Это позволит увеличить ресурс работы долота на забое и проходку.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Долото буровое, содержащее корпус

15 с резцами, каждый из которых содержит иэносостойкую пластину с подложкой, закрепленной на державке с поперечным сечением в ниде тела . вращения и продольным промывочным отверстием, 20 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения работоспособности долота за счет улучшения теплоотвода, державка выполнена с поперечным сечением в виде озала и канавкой на зад25 ней поверхности резца, сообщающей подложку с промывочным отверстием, расположенным диаметрально противоположно пластине со стороны подложки.

2. Долото по п.1, о т ич а ющ е е с я тем, что канавка выполнена с поперечным сечением, увеличивающемся к промывочному отверстию, 3 ° Долото по пп.1 и 2, о т л нч а ю щ е е с я тем, что канавка заполнена теплоправодным материалом, 1

143919S

Фиг ф

Составитель А.Скалунов

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева

Редактор В.Бугренкова

Заказ 6046/28

Тираж 531 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4