Буровое шарошечное долото

Буровое шарошечное долото

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в области бурения скважин и касается породоразрушающего инструмента . Буровое шарошечное долото содержит лапы с цапфами 1, шарошки 5, закрепленные на цапфах 1 при помощи подшипников 2. На вершинах шарошек 5 расположены твердосплавные зубки 6. Оси зубков 6 пересекают образующие основного конуса. Площадки зубков расположены под острым углом к образующей шарошки 5 или перпендикулярно оси шарошки. Угол установки вершинных твердосплавных зубков 6 равен половине угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарошки. Оси вершинных твердосплавных зубков б шарошки 5 пересекают образующую основного конуса на расстоянии, измеренном вдоль оси от ее вершины и определяемом по формуле для первой шарошки X Y/2 sin «, для второй шарошки Y (Ray6 + S) tg /3, для третьей шарошки Z Y cos (ау) sin у, для первой шарошки близлежащего ряда К

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 E 21 В 10/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745024/03 (22) 01.09.89 (46) 07.05.92. Бюл. N 17 (75) В. Г. Смирнов, В. С. Травкин, Б. П. Филатов и Г, А. Поланский (53) 622.24. 051.55(088. 8) (56) Палий П. А., Корнеев К. Е. Буровые долота. — M. Недра, 1971, с. 252. (54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО (57) Использование: в области бурения скважин и касается породоразрушающего инструмента. Буровое шарошечное долото содержит лапы с цапфами 1, шарошки 5, закрепленные на цапфах 1 при помощи подшипников 2. На вершинах шарошек 5 расположены твердосплавные зубки 6, Оси зубков 6 пересекают образующие основного конуса. Площадки зубков расположены под острым углом к образующей шарошки 5 или перпендикулярно оси шарошки. Угол установки вершинных твердосплавных зубков 6 равен половине угла между образую„„Я.(„„1731930 А1 щей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарошки. Оси вершинных твердосплавных зубков 6 шарашки

5 пересекают образующую основного конуса на расстоянии, измеренном вдоль оси от ее вершины и определяемом по формуле для первой шарошки Х = Y/2 sin a, для второй шарошки Y = (R>y5 + S) tg P, для третьей шарошки 2 = Y cos (а- y) з!п у, для первой шарошки близлежащего ряда К =

= (2Y/sin а) + 1, где Х, У, 2, К вЂ” расстояния, измеряемые вдоль оси шарошки от ее вершины для рядов зубков соответственно I, II, ill шарошек и близлежащего первого ряда! шарашки; S —;P— угол между осью шарошки и образующей основного конуса; а — половина угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарошки; у= arctg (Иэуб+ S)/ пзуб расчетный угол, где

hays. — высота твердосплавного зубка. 1 з;и. ф-лы, 2 ил.

1731930

Изобретение относится к области бурения скважин и касается породоразрущающего инструмента, а именно к вооружению шарошечных долот.

Известно буровое шарошечное долото, включающее лапы, цапфы, шарошки, закрепленные на цапфе при помощи подшипников, На вершинах шарошек расположены твердосплавные зубки, оси которых пересекают образующие основного конуса и площадки которых расположены под острым углом к образующей шарашки или перпендикулярно оси шарошки.

В известном долоте из-за неоптимального угла наклона площадок под зубки и нерационального размещения зубков в привершинной зоне шарошек снижается надежность их крепления.

Цель изобретения — увеличение долговечности долота за счет увеличения надежности крепления вершинных зубков.

Поставленная цель достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, содержащем лапы, цапфы, шарошки, закрепленные на цапфе при помощи подшипников, угол установки вершинных твердосплавных зубков равен половине угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарошки, а оси вершинных твердосплавных зубков шарошки пересекают образующую основного конуса на расстоянии, измеренном вдоль шарошки от ее вершины, и определяется по формулам; для первой шарошки

2 sin а для второй шарошки лзуб + S

tgp для третьей шарошки

Z -=

sin y для первой шарошки близлежащего ряК= 2Y+1

$!и (Х где: Х, Y, Z, К вЂ” расстояния, измеряемые вдоль оси шарашки от ее вершины для рядов зубков соответственно первой, второй, третьей шарошек и близлежащего первого ряда первой шарошки;

S — технологические размеры (S =

= 0,8...2 мм);

P — угол между осью шарашки и образующей основного конуса; а — половина угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарошки;

y = arCtg —" — Оесчетный угол, где

В,уб+ S

5 !1зуб

h уб — высота твердосплавного зубка.

На фиг. 1 изображено буровое шарошечное долото; на фиг. 2 — схема распределения твердосплавных зубков на шарошках.

10 Буровое шарошечное долото состоит из корпуса (не показан) цапф 1, шарошек I, II, !!! и замковых подшипников 2. На вершинах шарошек !, !!, !!! расположены твердосплавные зубки, угол а установки которых равен половине угла между образующей основного конуса 3 и перпендикуляром 4, восстановленным к оси шарошки 5. Угол установки аобеспечивает надежность крепления твердосплавного зубка б. Надежность обеспечи20 вается тем, что основание твердосплавного зубка находится на значительном расстоянии от противоположной образующей 7 основного конуса. С другой стороны, этот угол а позволяет установить твердосплавные зубки 6 и 8 на шарашке 1 на минимальном расстоянии от центра долота и между собой.

Такая установка зубков позволяет увеличить количество рядов зубков на шарошках.

Максимальное насыщение твердосп30 лавными зубками вершин шарошек будет в том случае, когда на одной из вершин зубки устанавливаются параллельно оси шарошки. В этом случае на вершине возможно расположить два таких зубка 9, и располага35 ются они таким образом, чтобы ось 10 этих зубков пересекала образующую 3 шарашки

II на расстоянии Y от ее вершины 11:

y=

Rs 6+о

66Д

Величина Y определяется из треугольника АБС. Величина X определяется из треугольника MNP и TCN:

Взуб+Я Y

2tg $!па 2sina

Величина К определяется из соотношения:

К=4Х= . = —,+1, 4У 2У

2 sin a sin а где 4 — коэффициент определяющий путем конструктивных проработок;

1 — допуск на изготовление, мм.

Расчет величины Z ведется следующим образом, Из треугольника ВФИ (эубок 12):

55 лзуб + S

sin y где у = arctg ! зуб + S

cr =а — у. !

1зуб

ВИ = !6зуб

1731930

sinу tgP

40

50

Из треугольника ВОС

2—

f4 6 +S Соз Q — )

sin y

Предложенное буровое шарошечное долото работает следующим образом.

Долото, вращаясь на забое под нагрузкой, разрушает породу. Обладая наиболее насыщенным и надежным вооружением на трех вершинах шарошек и минимальным . расстоянием их рабочих площадок от центра, долото на забое значительно повышает эффективность разрушения центральной части забоя, что приводит к усилению ударного воздействия всех остальных зубьев долота и повышает проходку и механическую скорость бурения.

Формула изобретения

1, Буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, закрепленные на цапфах при помощи подшипников шарошки с расположенными на вершинах твердосплавными зубками, оси которых пересекают образующие основного конуса шарашек, а площадки расположены подострым углом к образующей шарошки или перпендикулярно к оси шарашки, отл и ч а ю ще ес я тем, что, с целью повышения долговечности долота за счет увеличения надежности крепления вершинных зубков, угол установки вершинных твердосплавных зубков равен половине угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарашки.

5 2.Долото по и. 1, отл и чаю щееся тем, что оси вершинных твердосплавных зубков шарашки пересекают образующую основного конуса на расстоянии, измеренном вдоль оси от ее вершины и определяе10 мом по формулам: для первой шарашки Х = Y/2 sin а; для второй шарошки Y = (Р у6 + S)/tg ô; для третьей шарошки Z= Ycos(a-у)/sin y для первой шарошки близлежащего ря15 да

K=(2Y/sin а)+ 1, где Х, Y, Z, К вЂ” расстояния, измеряемые вдоль оси шарошки от ее вершины для рядов зубков соответственно первой, второй и

20 третьей шарошек и близлежащего первого ряда первой шарошки;

S = 0,8...2,0 — расстояние от оси шарошки до основания зубка;

Р- угол между осью шарошки и образу25 ющей основного конуса; а — половина угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, востановленным к оси шарошки; у = arctg (Рзуб. + S)/hçóü. — расчетный

30 угол, где Ьзу6. высота твердосплавного зубка, 1731930

Саста вител ь Д. Бил ьская

Редактор И,Ванюшкина Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 1563 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101