RU2507363C2 - Шарошечное долото - Google Patents
Шарошечное долото Download PDFInfo
- Publication number
- RU2507363C2 RU2507363C2 RU2012106983/03A RU2012106983A RU2507363C2 RU 2507363 C2 RU2507363 C2 RU 2507363C2 RU 2012106983/03 A RU2012106983/03 A RU 2012106983/03A RU 2012106983 A RU2012106983 A RU 2012106983A RU 2507363 C2 RU2507363 C2 RU 2507363C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bit
- peripheral
- drilling
- height
- width
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, применяемому в бурении скважин, а именно к шарошечным долотам. Обеспечивает повышение показателей эффективности работы долота. Шарошечное долото включает шарошки со ступенчатым периферийным вооружением. Соотношение размеров ступеньки и долота определяется как a/b=0,60-0,70, при a/D=0,023-0,032, где: а - ширина ступеньки; b - высота ступеньки; D - диаметр долота. Такое соотношение обеспечивает полное разрушение ступеньки на забое у стенки скважины в процессе ее формирования с минимальными энергетическими затратами, благодаря чему существенно облегчается работа периферийного вооружения и подшипников, снижается их износ, с повышением скорости бурения на 50% и проходки на долото до 80%. 4 ил.
Description
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, применяемому в бурении скважин, а именно к шарошечным долотам.
Известно шарошечное долото, включающее шарошки с периферийным вооружением, выполненным в виде зубьев, рабочая поверхность которых сопрягается с поверхностью обратного конуса углом, близким к прямому [1].
Плоскость забоя сопрягается с цилиндрической поверхностью стенки скважины углом, который в горном массиве является концентратором напряжений от действия горного, гидростатического и перового давлений. Основное вооружение долота осуществляет продвижение долота (бурение). Периферийное вооружение долота, в отличие от основного, выполняет двойную работу: по продвижению забоя и фрезерованию стенки скважины. Из-за специфики работы периферии долота и концентрации напряжений в зоне ее действия, периферия испытывает повышенные нагрузки, а периферийное вооружение - усиленный износ.
Устранить выявленные недостатки попытались введением в конструкцию периферийного вооружения долота ступеньку, разделяющую продвижение забоя и фрезерование стенки скважины.
Известное шарошечное долото [2], принятое за прототип, включает шарошки со ступенчатым периферийным вооружением, соотношения размеров ступеньки и долота, определяется следующими величинами:
a/b=0,75-1,50, при a/D=0,16-0,18,
где: a - ширина ступеньки;
b - высота ступеньки;
D - диаметр долота.
В силу того, что ширина ступеньки велика, а высота мала для полного скола формируемой на забое у стенки скважины ступеньки, периферийное вооружение находится в обычных условиях плоского забоя, а сформированная ступенька, удаленная от стенки скважины, лишь частично скалывается, не выполняя поставленной задачи.
Целью изобретения является повышение показателей эффективности работы долота.
Указанная цель достигается тем, что в известном шарошечном долоте, включающем шарошки со ступенчатым периферийным вооружением, соотношение размеров ступеньки и долота определяются как
a/b=0,60-0,70, при a/D=0,023-0,032,
где: a - ширина ступеньки;
b - высота ступеньки;
D - диаметр долота.
Введение в конструкцию указанного соотношения размеров ступеньки и долота позволяет осуществлять полное разрушение ступеньки на забое у стенки скважины в процессе ее формирования с минимальными энергетическими затратами. В силу полного разрушения ступеньки опережающий элемент периферийного ступенчатого вооружения находится в условиях разрушения плоского, а не напряженного пристеночного забоя. Последующий элемент периферийного ступенчатого вооружения находится в облегченных условиях разрушения породы (фрезерования стенки), что обеспечивает некоторое увеличение скорости бурения, снижение нагрузки на периферийный подшипник опоры долота, увеличивая этим время работы долота, т.е. проходку на долото. Опережающий и последующий элементы периферийного ступенчатого вооружения в рассматриваемом случае разделяют функции по продвижению забоя и формированию стенки скважины (фрезерованию), что существенно снижает загруженность периферийных подшипников опоры и износ периферийного вооружения, а следовательно, увеличивает время работы долота.
На фиг.1 показано вооружение шарошки долота со ступенчатой периферией в контакте с формируемым забоем: D - диаметр долота, a - ширина ступеньки, b - высота ступеньки.
На фиг.2 приведены ограничения размеров ступеньки на периферии забоя по уровню скалываемости и энергетическим затратам на скол, полученные в исследованиях по разрушению ступеньки единичным зубом на моделях забоя натурного диаметра. Относительные размеры ступеньки
Размеры оптимизированы по нагрузке разрушения ступеньки G, объему скола ν и соотношению объема скола к нагрузке разрушения ν/G.
На фиг.3 приведены ограничения размеров ступеньки по скоростным качествам и уровню износа основного и периферийного вооружения, полученные при бурении микродолотами со ступенчатой периферией:
V - скорость бурения микродолотами.
На фиг.4 представлено натурное долото диаметром 215,9 мм, изготовленное на заводе ВНИИБТ и Волгабурмаш в трех малых промышленных партиях в количестве 60 штук.
Для определения размеров ступеньки проведены исследования по статическому разрушению ступеньки единичным зубом на моделях забоя натурного размера, исследования по бурению более чем 20-ю моделями микродолот со ступенькой различного размера и сравнительными промысловыми исследованиями с натурными долотами. По результатам исследования построены зависимости, представленные на фиг.2 и фиг.3. Линия А на фиг.2 ограничивает ступеньку, полностью разрушающуюся по высоте. Линия В указывает тот предел ширины a, больше которого происходит неполный скол горной породы. Линия С ограничивает полностью разрушаемую ступеньку слева. Минимальные энергетические затраты определяются соотношением a/b=0,33-0,90, шириной a/D в пределах 0,03 и высотой b/D=0,04-0,08. Оптимальные размеры ступеньки, выбранные по min энергетических затрат, при полном разрушении ограничиваются областью 1-2-3 на фиг.2.
На фиг.3 показаны границы больших механических скоростей справа - Е, снизу - F, сверху - J, размеры разрушившейся ступеньки, ограничение справа - А, линия равномерного износа - В и границами незначительного отклонения от равномерного износа - С и Д. Область 1-2-3 заимствованы из фиг.2. Совмещение оптимальных размеров при статическом разрушении и бурении микродолотами определяет соотношение размеров ступеньки и долота как
a/b=0,60-0,70, при a/D=0,023-0,032,
где: a - ширина ступеньки;
b - высота ступеньки;
D - диаметр долота и фиксируют точку - 0 на фиг.3, закладываемую в натурные конструкции трех промышленных партий долот, которые с успехом отработаны в различных регионах страны.
Предложенные долота достигают прирост проходки на долото до 80% при превышении средней механической скорости бурения на 50% (в сравнении с резко падающей скоростью у прототипа).
Источники информации
1. Палий П.А., Корнеев К.Е. Буровые долота, М., "Недра", 1971, 446 с. (Аналог)
2. Knapp S.P. New bit concept helps control hole deviation. Word Oil, v. 160, №1, 1965, p. 113 (прототип).
Claims (1)
- Шарошечное долото, включающее шарошки со ступенчатым периферийным вооружением, отличающееся тем, что с целью повышения показателей эффективности работы долота, соотношение размеров ступеньки и долота определяется как
a/b=0,60-0,70, при a/D=0,023-0,032,
где: а - ширина ступеньки;
b - высота ступеньки;
D - диаметр долота.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106983/03A RU2507363C2 (ru) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Шарошечное долото |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106983/03A RU2507363C2 (ru) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Шарошечное долото |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012106983A RU2012106983A (ru) | 2013-09-10 |
RU2507363C2 true RU2507363C2 (ru) | 2014-02-20 |
Family
ID=49164386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012106983/03A RU2507363C2 (ru) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Шарошечное долото |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2507363C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2203846A (en) * | 1938-12-13 | 1940-06-11 | Reed Roller Bit Co | Drill |
SU1435746A1 (ru) * | 1986-12-26 | 1988-11-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники | Шарошка бурового долота |
RU2009306C1 (ru) * | 1987-09-16 | 1994-03-15 | Станислав Васильевич Синев | Шарошечное долото |
RU2090733C1 (ru) * | 1994-12-29 | 1997-09-20 | Виталий Анатольевич Ясашин | Долото для реактивно-турбинного бурения |
-
2012
- 2012-02-27 RU RU2012106983/03A patent/RU2507363C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2203846A (en) * | 1938-12-13 | 1940-06-11 | Reed Roller Bit Co | Drill |
SU1435746A1 (ru) * | 1986-12-26 | 1988-11-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники | Шарошка бурового долота |
RU2009306C1 (ru) * | 1987-09-16 | 1994-03-15 | Станислав Васильевич Синев | Шарошечное долото |
RU2090733C1 (ru) * | 1994-12-29 | 1997-09-20 | Виталий Анатольевич Ясашин | Долото для реактивно-турбинного бурения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012106983A (ru) | 2013-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108625788B (zh) | 一种新型pdc、牙轮复合钻头 | |
RU2507363C2 (ru) | Шарошечное долото | |
RU2394146C1 (ru) | Буровое гидромониторное шарошечное долото | |
RU2427700C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
CN204082157U (zh) | 盾构用撕裂刀 | |
CN105649540B (zh) | 一种钻井工具 | |
CN203961804U (zh) | 一种高研磨性地层钻进复合式钻头 | |
CN205840789U (zh) | 一种全覆盖型牙轮掌片 | |
CN205225266U (zh) | 一种宽度可调的盾构机用撕裂刀 | |
CN102383803B (zh) | 综合机械化岩巷掘进机的切削刀 | |
CN203716856U (zh) | 孕镶pdc跨界钻头 | |
RU2520974C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
CN103184833A (zh) | 大锯齿金刚石钻头 | |
CN201326377Y (zh) | 螺旋形布齿的牙轮钻头 | |
RU2513650C2 (ru) | Многоступенчатый шарошечный буровой инструмент | |
CN206860176U (zh) | 定向水致裂切割器 | |
CN201372724Y (zh) | 成组不等距布齿牙轮钻头 | |
RU2440480C1 (ru) | Алмазная буровая коронка | |
RU2638347C1 (ru) | Шарошка бурового долота | |
RU173656U1 (ru) | Буровая голова для горизонтально-направленного бурения | |
CN204782783U (zh) | 一种新型pdc钻头 | |
CN200982158Y (zh) | 多棱形齿钢齿牙轮钻头 | |
CN204877274U (zh) | 多级切割钻头 | |
CN101440695A (zh) | 螺旋形布齿的牙轮钻头 | |
CN109025884A (zh) | 处理卡钻事故的倒划眼装置及工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160228 |