RU2543760C1 - Буровое шарошечное долото - Google Patents
Буровое шарошечное долото Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543760C1 RU2543760C1 RU2014103702/03A RU2014103702A RU2543760C1 RU 2543760 C1 RU2543760 C1 RU 2543760C1 RU 2014103702/03 A RU2014103702/03 A RU 2014103702/03A RU 2014103702 A RU2014103702 A RU 2014103702A RU 2543760 C1 RU2543760 C1 RU 2543760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cone
- teeth
- bit
- angle
- rolling cutter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к буровым шарошечным долотам. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Буровое шарошечное долото включает лапы с наклонными цапфами со смещенными в плане осями, установленные на них конические шарошки с фрезерованными, литыми или твердосплавными зубьями, расположенными параллельно или под углом к образующей шарошки, и узел промывки. Величина проскальзывания зубьев шарошек, работающих в режиме пробуксовки, при которой достигается максимальный объем выбуренной породы за весь цикл работы долота путем обеспечения качественного выравнивания поверхности забоя, определяется соотношением в зависимости от радиуса венца шарошки и угла между двумя соседними зубьями венца шарошки. 2 ил.
Description
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам с фрезерованными, литыми твердосплавными зубьями для разбуривания пород средней твердости, склонных к образованию забойной рейки.
Известно буровое трехшарошечное долото, включающее корпус, конусные шарошки с фрезерованными или литыми зубьями и промывочные гидромониторные узлы, расположенные в периферийной части межшарошечного пространства (см. И.К. Масленников, справочник «Буровой инструмент», М.: Недра, 1989 г., с.36, рис.2.1.11б).
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее лапы с наклонными цапфами, установленные на них конические шарошки с фрезерованными, литыми или твердосплавными зубьями, расположенными параллельно или под углом к образующей шарошки, и узел промывки (см. патент РФ №2473770, кл. E21B 10/16, 2013 г.).
Недостатком аналога и прототипа является сравнительно невысокая эффективность их работы, что связано с неоптимальной схемой размещения шарошек и зубьев на конической поверхности шарошек.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы бурового долота за счет увеличения объема разрушенной породы каждым зубом шарошки в течение всего времени работы долота.
Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем лапы с наклонными цапфами, установленные на них конические шарошки с фрезерованными, литыми или твердосплавными зубьями, расположенными параллельно или под углом к образующей шарошки, и узел промывки, согласно изобретению, величина проскальзывания зубьев шарошки - Δ, работающих в режиме пробуксовки, при которой достигается максимальный объем выбуренной породы за весь цикл работы долота путем обеспечения качественного выравнивания поверхности забоя, определяется по формуле
где R - радиус венца шарошки, мм;
β - угол между двумя соседними зубьями венца шарошки, град.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент общего вида долота, на фиг.2 - схема образования поверхности забоя при различных величинах пробуксовки зубьев вооружения бурового инструмента.
Буровое шарошечное долото содержит лапы 1 с наклонными цапфами 2, на которых посредством подшипников (не показано) установлены конические шарошки 3 с фрезерованными, литыми или твердосплавными зубьями 4. В корпусе долота, образованного сварными лапами 1, размещен узел промывки 5, который в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород и размера долот может быть выполнен в виде одной центральной насадки (см. фиг.1) или же нескольких гидромониторных насадок, размещенных в межшарошечных проемах. В зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород шарошки 3 могут иметь как прямозубое, так и косозубое вооружение, при этом смещение осей шарошек может меняться в значительных пределах.
Принцип работы бурового долота заключается в следующем. При вращении долота шарошки 3 перекатываются по поверхности забоя и разрушают породу под воздействием осевой нагрузки и крутящего момента. Разбуривание пород средней твердости часто сопровождается образованием забойной рейки, отрицательно сказывающейся на эффективности разрушения породы. Размеры рейки зависят как от геометрических размеров и расположения зубьев, так и от величины пробуксовки вооружения. При вторичной обработке реечного забоя вооружением бурового долота может возникнуть вероятность попадания зубьев вооружения «след в след», т.е. вершины зубьев вооружения окажутся во впадинах рейки забоя. В результате этого, последующее углубление инструмента в породу будет ограничиваться не только геометрией вооружения (как в случае первоначального плоского забоя), но и в значительной степени ответной геометрией рейки забоя, образованной в результате первого полного поворота инструмента.
При величине пробуксовки вооружения
; (см. фиг.2.1) углубление при втором и последующих полных поворотах долота будет более чем на половину меньше, чем при первом обороте.
С увеличением величины пробуксовки вооружения
; происходит выравнивание поверхности забоя и, как следствие этого, увеличение величины внедрения зубьев вооружения шарошки при втором и последующих полных оборотах инструмента (см. фиг.2.2).
И наконец, при достижении величины проскальзывания вооружения шарошки бурового инструмента
; все три вершины смежных зубьев вооружения попадают во впадины рейки забоя, образованной предыдущим проходом инструмента (см. фиг.2.3.), создаются условия, обеспечивающие 100 процентное, по отношению к первому проходу инструмента, углубление вооружения в поверхность забоя при втором и последующих полных оборотах шарошечного бурового инструмента, чем и достигается максимальный объем выбуренной породы за весь цикл работы долота.
Разрушенная порода направляется в сторону периферии скважины и далее в затрубное пространство, причем в этом процессе участвуют как вооружением шарошек, так и промывочная жидкость. Из затрубного пространства обогащенная шламом промывочная жидкость направляется на поверхность. Это позволяет избежать повторного измельчения шлама и тем самым уменьшить износ вооружения и рост механической скорости бурения.
С учетом этой закономерности, при бурении пород, склонных к рейкообразованию, необходимо не только максимизировать разрушающую составляющую работы вооружения, но и обеспечить качественное выравнивания забоя, чтобы исключить возможность появления рейкообразования, и обеспечивать постоянно высокую механическую скорость бурения на всем протяжении работы инструмента.
В результате проведенных исследований, был получен диапазон изменения величины проскальзывания зубьев вооружения, при котором обеспечивается максимальная площадь поражения забоя в вертикальной плоскости с одновременным качественным выравниванием поверхности забоя. Эта зависимость определяется формулой
;
Таким образом, предложенное долото благодаря использованию оптимальной величины проскальзывания обеспечивает более эффективное разрушение породы в течение всего времени его работы, а следовательно, и снижение стоимости буровых работ, проводимых шарошечными долотами.
Claims (1)
- Буровое шарошечное долото, включающее лапы с наклонными цапфами со смещенными в плане осями, установленные на них конические шарошки с фрезерованными, литыми или твердосплавными зубьями, расположенными параллельно или под углом к образующей шарошки, и узел промывки, отличающееся тем, что величина проскальзывания зубьев шарошек, работающих в режиме пробуксовки, при которой достигается максимальный объем выбуренной породы за весь цикл работы долота путем обеспечения качественного выравнивания поверхности забоя, определяется по формуле:
,
где R - радиус венца шарошки, мм, β - угол между двумя соседними зубьями венца шарошки, град.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103702/03A RU2543760C1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Буровое шарошечное долото |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103702/03A RU2543760C1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Буровое шарошечное долото |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2543760C1 true RU2543760C1 (ru) | 2015-03-10 |
Family
ID=53290254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014103702/03A RU2543760C1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Буровое шарошечное долото |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2543760C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU277675A1 (ru) * | Всесоюзный научно исследовательский институт буровой техники | Буровое шарошечное долото | ||
US2148372A (en) * | 1936-03-21 | 1939-02-21 | Hughes Tool Co | Offset tricone bit |
SU1719613A1 (ru) * | 1989-10-25 | 1992-03-15 | Zaburdaev Aleksandr K | Буровое шарошечное долото |
RU2473770C1 (ru) * | 2011-10-05 | 2013-01-27 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Буровое шарошечное долото |
-
2014
- 2014-02-05 RU RU2014103702/03A patent/RU2543760C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU277675A1 (ru) * | Всесоюзный научно исследовательский институт буровой техники | Буровое шарошечное долото | ||
US2148372A (en) * | 1936-03-21 | 1939-02-21 | Hughes Tool Co | Offset tricone bit |
SU1719613A1 (ru) * | 1989-10-25 | 1992-03-15 | Zaburdaev Aleksandr K | Буровое шарошечное долото |
RU2473770C1 (ru) * | 2011-10-05 | 2013-01-27 | Дмитрий Юрьевич Сериков | Буровое шарошечное долото |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПАЛИЙ П.А. и др. Буровые долота. Справочник. Изд. 3-е. М.: Недра, 1971, всего 446 с., с.67-78 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2531720C2 (ru) | Гибридное буровое долото с большим боковым передним углом наклона вспомогательных дублирующих резцов | |
US1747908A (en) | Rotary drill bit | |
US1790613A (en) | A corpo | |
AU2013302857B2 (en) | Reamer with improved performance characteristics in hard and abrasive formations | |
RU2394145C1 (ru) | Буровое шарошечное долото с центральной промывкой | |
US7025155B1 (en) | Rock bit with channel structure for retaining cutter segments | |
RU2394146C1 (ru) | Буровое гидромониторное шарошечное долото | |
RU2427700C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2543760C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2520974C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2334862C1 (ru) | Буровое шарошечное долото (варианты) | |
RU2543824C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU190484U1 (ru) | Долото для бурения | |
RU2390617C1 (ru) | Буровое трехшарошечное долото | |
RU2473770C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2543823C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2522608C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2410521C1 (ru) | Породоразрушающий инструмент | |
RU2600225C1 (ru) | Шарошечный расширитель | |
RU2579823C1 (ru) | Буровое дисковое долото | |
RU2543828C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU190616U1 (ru) | Гибридное буровое долото | |
RU2492308C1 (ru) | Буровая коронка (варианты) | |
RU2695414C1 (ru) | Буровое долото | |
RU148333U1 (ru) | Алмазная коронка для бурения |