Распределитель нагрузки бурового долота
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПЙСАИЙЕ
ЙЗОБРЕТЕНЙЯ
К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (1! }866 07 (61) Дополиительиое и авт. саид-ву— (22)Заявлено 15,04,76 (21) 2352497/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (51 )И. Кд.
Е 21 B 9/10 тооударотвениьй комитет по делам изобретений и открытий
Опубликовано 23.09.81. Бюллетень № 35
Дата опубликования описания 25.09.81 (53} УД1(622 ° 24. .051.55 (088,8) (72) Автор изобретения кий (71) Заявитель (54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ НАГРУЗИ1 БУРОВОГО ДОЛОТА
Изобретение относится к бурению горных пород и может быть использовано при проходке скважин с применением долот шарошечных, режущего типа и других в горной или нефтедобывающей промышленности, а также в геологоразведочных работах.
Известно устройство, в котором распределение нагрузки между шарошками осуществляется за счет того, что сек30 ции долота жестко не связаны между собой и имеют возможность перемещаться в направлении, параллельном оси скважины. При этом секции опираются хвостовиками лап в качающееся коlS ромысло, которое и распределяет .нагрузку между секциями долота 1.1), Недостаток этого распределителя нагрузки заключается в том что в
Ф
20 местах контактов коромысла с нвостовиками возникают большие напряжения, которые приводят к быстрому износу кинематических пар. наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является распределитель нагрузки бурового доло та, включающий две трубы, одна из которых жестко связана с бурильной колонной, а другая — с долотом, и шарнирную опору с промывочными каналами
Недостатком известного устройства является то, что при взаимодействии сферических поверхностей с равными ра диусами кривизны возникает значительная сила трения, препятствующая скольжению шарового сегмента в опорном вкладыше, а следовательно, и распределению нагрузки между секциями долота.
Цель изобретения — увеличение стойкости долота путем равномерного распределения нагрузки íà его элементы.
Поставленная цель достигается тем, что рабочая поверхность подпятника
866107 4 лото 7 вместе с трубой 2 и подпятником 6 отклоняется на угол с(. При этом подпятник 6 обкатывается по неподвижной пяте 5, жестко связанной через трубу I с бурильной колонной.
Площадь рабочей поверхности подпятника 6 характеризуется радиусом окружности А (фиг. 3) . Величина А меньше радиуса кривизны подпятника из конструктивных соображений и подсчитывается по формуле
R )i А )r R s1п j — (аrcs n — +с1 )), где А — радиус окружности рабочей по-! верхности подпятника;
r,R- радиусы кривизны рабочих поверхностей пяты и подпятника, cL — максимальный угол отклонения оси долота от оси бурильной колонныI а — радиус окружности деформации
20 пяты. ь Применение предлагаемого распределителя нагрузки на буровое долото позP волит увеличить стойкость буровых долот и снизить уровень вибраций, что улучшит условия труда и повысит производительность буровых станков.
Формула изобретения
1. Распределитель нагрузки бурово го долота, включающий две трубы, одна из которых жестко связана с бурильной колонной, а другая — с долотом, и шарнирную опору с промывочными каналами, отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости долота путем равномерного распределения нагрузки íà его элементы, рабочая поверхность подпятника опоры выполнена с большим, чем у пяты радиусом кривизны, при этом между трубами размещена упругая муфта.
2, Распределитель по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что радиус окружности рабочей поверхности подпятника выбран по формуле
R >, А ) R sin ((arcsin „ +at g, опоры выполнена с большим, чем у пять радиусом кривизны, при этом между тру бами размещена упругая муфта.
Причем радиус окружности рабочей поверхности подпятника выбран по .формуле
Гг ° B
R r А ) R sin (- (arcsin —
R 3 где А — радиус окружности рабочей поверхности подпятника;
r R — - радиусы кривизны рабочих поверхностей пяты и подпятника;
cL — максимальный угол отклонения долота от оси бурильной колонны при распределении нагрузки;
a — радиус окружности деформации пяты.
Кроме того, промывочные каналы вынесены за пределы рабочих поверхностей шарнирной опоры.
На фиг. 1 изображен распределител нагрузки бурового долота, общий вид; на фиг. 2 — вариант выполнения шарки ной опоры; на фиг. 3 — расчетная схе ма шарнирной опоры.
Распределитель нагрузки бурового долота состоит иэ двух труб 1 и 2, элемента 3 для.их соединения, упругой муфты 4, шарнирной опоры с пятои
5 и подпятником 6. 30
Радиус кривизны рабочей поверхности подпятника 6 больше, чем пяты 5.
Труба 1 жестко соединена с бурильной колонной, а труба 2 — с долотом
7. Промывочный агент для удаления выбуренной породы подается на забой, > скважины через центральный канал 8 и каналы 9 и IO выполненные в пяте и
) подпятнике эа пределамй взаимодействующих поверхностей, 40
Равномерное распределение нагрузки между элементами долота происходит ав томатически. При этом упругая муфта 4 препятствует свободному отклонению долота 7 от оси скважины и нежелательно-45 му искривлению последней. Осевая нагрузка на долото 7 передается от бурильной колонны. через трубу 1 и шарнир-! ! ! иую опору трубе 2, жестко соединенной с долотом. Крутящий момент передается И где А посредством элемента 3 для соединения труб от трубы 1 к трубе 2.
Надежность работы шарнирной опоры, а следовательно, и распределителя нагрузки в целом зависит от разницы меж- H ду радиусами кривизны рабочих поверхностей подпятника 6 и пяты 5. В процессе бурения неоднородных пород дорадиус окружности рабочей поверхности подпятника, радиусы кривизны рабочих поверхностей пяты и подпятника; максимаЛьный угол отклонения долота от оси бурильной колонны при распределении нагрузки;
866107 а- радиус окружности деформации пяты
3. Распределитель по п.I,о т л ич а ю шийся тем, что промывочные каналы вынесены за пределы рабочих поверхностей шарнирной опоры. е
Источники информащ<и, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Ф 250791, кл. Е 21 В 9/IO, 1967.
2. Авторское свидетельство СССР
И 373387, кл. E 21 В 9/10, 1971.
866!07
Составитель А. Кааеннов Редактор В. Лаэареико Техред Л.Пекарь Корректор Г. Огар
Заказ 8027!49 Тираж 630 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектнан, 4