Шарошка бурового долота
Патент 973778
Авторы
Классы МПК
Шарошка бурового долота
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<1>973778
Ъ
ii% ,/б=,Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 12,03. 80(21) 2914837/22-03 ($g) + Кд 3 с присоединением заявки ¹
Е 21 В 10/16
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 622. 24.
° 051.55 (088.8) Опубликовано 151 182. Бюллетень ¹42
Дата опубликования описания 15. 11. 82 (72) Авторы изобретения
П.П.Кудря, Ю.Е.Владиславлев и Е.И.КоролькО ! (71) Заявитель
Институт геотехнической механики
AH Украинской CCP (54) ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА
Изобретение относится к породо- разрушающему инструменту, а именно к шарошкам буровых долот.
Известна шарошка бурового долота с клиновидными зубьями с углом заострения 30-40о и ширичой площадки притупления в пределах 2,5-3,0. мм, имеющими равную высоту в каждом венце 11j.
Наиболее близка к изобретению шарошка бурового долота, содержащая корпус с зубьями со. ступенчатым расположением на соседних венцах 521
Недостатком этих шарошек является малая эффективность в работе, так как их вооружение не учитывает особенности процесса разрушения горной породы.
Цель изобретения - повышение эффективности работы шарошки за счет обеспечения объемного разрушения породы.
Поставленная цель достигается тем, что в каждом венце соседние зубья также установлены ступенчато, при этом высота ступени между венцами и зубьями в каждом венце находится в пределах от 0,2 до 1 0 мм.
На фиг. 1 изображена шарошка, общий вид сбоку; на фиг. 2 — вид со стороны торца, на фиг. 3 - график зависимости объема разрушенной породы Чр„з.от высоты ступени дЬ для разных пород.
Шарошка включает корпус 1 с зубья. ми 2, которые на соседних венцах 3 и в каждом венце поочередно имеют разную высоту, при этом высота сту- . пени дЬ как вдоль образующей конуса шарошки, так и в каждом венце находится в пределах от 0,2 до 1,0 мм.
Эта величина определена с учетом физико-механических свойств горных . пород. Для разрушения горной породы в ней необходимо создать зону .упругой деформации по глубине в пределах
0,2-1,0 мм, после чего в ней происходит необратимый процесс — объемное разрушение. При этом глубина лунки разрушения в 5-10 раэ больше глубины эоны упругой деформации ° Осевая нагрузка, передаваемая зубу, деформирует одновременно породу и колонку бурильных труб. Величина упругой
25 деформации породы значительно меньше по сравнению с деформацией колонны труб, а скорость затухания упругой деформации в колонне труб меньше скорости разрушения горной
ЗО породы. Это приводит к тому, что эуб
9 13778 за счет этой разности проваливается и ударяется о дно лунки, что приводит к разрушению его кромок. В этом случае коленце бурильных труб является пружинным двигателем, энергия которого при заявленной схеме воору- 5 жения предотвращает удар и используется на дополнительное расширение ранее образовавшейся лунки.
Процесс разрушения породы предложенной шарошкой осуществляется .сле- )9 дующим образом.
Под действием осевой нагрузки и крутящего момента шарашка перекатывается по забою и производит единичные удары по породе. В первую очередь 5 изнашивается более высокий зуб 2 разрушения породы, образуя выпол.
Накопленная в колонне труб энергия разрушения горной породы используется не для перемещения его на глуби-. ну лунки, а передается соседнему, 20 более низкому зубу на венце, который в свою очередь производит дальнейшее разрушение породы. Такая картина разрушения характерна для всех венцов 3 шарошки. Последовательное взаимодействие зубьев шарошки позволяет более полно испольэовать передаваемую на забой нагрузку и уменьшает вибрацию бурильной колонны.
На основании проведенных исследований (фиг.3) установлено, что при высоте ступени больше 1,0 мм эффективность работы шарошки снижается из-за невозможности использования энергии колонны бурильных труб, и процесс разрушения породы про ;сходит одноступенчато. Аналогичная кар. тина наблюдается и при дЬ меньше
0,2 мм. В этом случае все зубья вдоль образующей практически одновременно принимают участие в работе осуществляя упругую деформацию пора ды °
Применение шарошек предложенной конструкции позволяет значительно повысить эффективность разрушения горных пород и тем самым увеличить проходку и механическую скорость бурения.
Формула изобретения
Иарошка бурового долота, содержащая корпус с зубьями со ступенчатым расположением на соседних венцах, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности ее работы за счет обеспечения объемного разрушения породы, в каждом венце соседние зубья также установлены ступенчато, при этом высота ступени между венцами и зубьями в каждом венце находится в пределах от 0,2 до 1,0 мм.
Йсточники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9362126, кл. Е 21 В 9/00, 968.
2. Авторское свидетельство СССР
9458645 кл. Е 21 B 9/18, 1964 прототип).
973778
Фиг;2
V.Ъ ГР
gz
АУ
a,à
0 0 3 0, У 0 7 О,У 1,1 f,S 2,9айнн
Фиг. 3 ВНИИПИ Закаэ 8642/37 Тираж 623 Подписное
Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4