Буровое шарошечное долото

Буровое шарошечное долото

Реферат

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам.

Известно буровое шарошечное долото, включающее корпус и конусные шарошки с зубчатыми венцами (см. Корнилов Н.И, Бухарев Н.Н. и др. Буровой инструмент для геологоразведочных скважин, М., Недра, 19905 г., с.286-287, рис.6.3 д).

Недостатком этого долота является малый ресурс его работы из-за низкой эффективности разрушения породы и возможности образования забойной рейки.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото. Буровое шарошечное долото, включающее корпус и конические самоочищающиеся шарошки с периферийными зубчатыми и дисковыми венцами (см. патент ФРГ №2038985, кл. Е21В 10/16, 1972 г.).

Данное долото благодаря использованию комбинированного вооружения повышает общий ресурс работы всего долота. К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую энергоемкость разрушения породы, что связано с неоптимальной схемой вооружения его шарошек. Это особенно сказывается при бурении по перемежающимся породам.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является повышение эффективности работы долота за счет снижения энергоемкости процесса разрушения породы. Поставленная техническая задача решается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем корпус и конические самоочищающиеся шарошки, с периферийными зубчатыми и дисковыми венцами, отличающемся тем, что расстояние b₁ между вершинами дисков периферийного венца одной шарошки больше длины зуба b₂ зубчатого периферийного венца другой шарошки, при этом эти величины связаны между собой соотношением: b₁/b₂=1.05-1.15, при этом притупление зубчатых венцов большие притупления дисковых венцов.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид долота.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1, конические самоочищающиеся шарошки 2, 3 которые закреплены на цапфах 4 посредством подшипников 5 качения. Одна из шарошек 2 выполнена с периферийными дисковыми венцами 6, 7, а другая - 3 с зубчатым венцом 8. При этом расстояние b₁ между дисковыми венцами 5 и 6 связано с длиной зубьев b₂ зубчатого венца 8 соотношением: b₁/b₂=1.05-1.15. При этом притупление режущей кромки 9 зубчатого периферийного венца 8 больше притупления режущих кромок 10 и 11 дисковых венцов 5 и 6.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы шарошек 2 и 3 осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. При этом дисковые венцы 6 и 7 прорезают на забое кольцевые канавки, образуя дополнительную плоскость обнажения. Выступы между кольцевыми канавками разрушаются зубчатыми венцами 8, которые оснащены зубьями с длиной b₂, меньше ширины кольцевого выступа, образуемого дисковыми венцами 5 и 6. Причем разница между указанными величинами не превышает 15%, что обеспечивает достаточную прочность зубьев и в то же время создание высоких удельных нагрузок. Это в совокупности с дополнительной плоскостью обнажения гарантирует разрушение кольцевых выступов зубьями венцов 8 в режиме крупного скола, обеспечивая высокую механическую скорость бурения благодаря уменьшению энергоемкости процесса разрушения. Этому способствует и выполнение зубьев дисковых венцов 5 и 6 шарошки 2 с меньшим притуплением режущих кромок 10 и 11 по сравнению с притуплением режущих кромок 9 венца 8 зубчатой шарошки 3. Благодаря такому выполнению вооружения обеспечивается более эффективное разрушение периферийной части забоя и кольцевых породных выступов прорезаемыми дисковыми венцами 5 и 6. Таким образом применение предложенного долота благодаря более оптимальной схеме вооружения периферийных венцов позволяет повысить проходку и скорость бурения и тем самым снизить себестоимость буровых работ.

1. Буровое шарошечное долото, включающее корпус и конические самоочищающиеся шарошки с периферийными зубчатыми и дисковыми венцами, отличающееся тем, что расстояние - b₁ между вершинами дисков периферийного венца одной шарошки больше длины зуба - b₂ зубчатого периферийного венца другой шарошки, при этом эти величины связаны между собой соотношением: b₁/b₂=1,05-1,15.

2. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что площадки притупления режущих кромок зубчатых венцов большие площадки притупления режущих кромок дисковых венцов.