SU1344888A1 - Породоразрушающий зубок бурового долота - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области буровой техники и позвол ет повысить механическую скорость бурени  за счет снижени  сопротивлени  внедрению ,, увеличению глубины выкола и объема выбуренной породы. Зубок состоит из цилиндрического хвостовика I, рабочей головки 2 с вершиной в виде части тора. Его ось пересекает ось зубка и перпендикул рна ей. Головка 2 выполнена в виде конуса с углом 27° 0 40. Отношени  большего R и меньшего г радиусов тора к диаметру D хвостовика 1 находитс  в пределах 0,3 R/D 2,0 и 0,2 г/О ,0 а : R/D 0,08 Cos o /1-Sln с/. Поверхность конуса и торца усечена двум  симметричньми относительно плоскости /П/ симметрии тора П с углом наклона 29° ft 50° к П симметрии тора. Отношение г/О 0,08 х Cos/3 1-S in . В процессе перекатывани  шарошек по забою зубок внедр етс  в горную породу и испытьшает напр жение сжати  и изгиба. При этом выпукла  торовидна  поверхность создает высокое контактное давление на породу при умеренных нагрузках на долото. I з.п.ф-лы. 4 ил. 1(Л СО 4 4 00 00 00

Description

1 1

Изобретение относитс  к буровой технике, а именно к породоразрушаю- щим элементам шарошечных долот.

Цель изобретени  - повышение механической скорости бурени  за счет снижени  сопротивлени  внедрению, увеличению глубины выкола и объема выбуренной породы.

На фиг.1 изображен породоразрушаю- ю ки с определенными соотношени ми щий зубок бурового долота, вид спере- геометрических параметров тора, ко- ди; на фиг.2 - то же, вид сбоку, нуса и цилиндра (большего R и меньна фиг.З - вьтолнение породоразру- шающего зубка бурового долота, усеченного двум  симметричными относительно плоскости симметрии тора плоскост ми, вид спереди; на фиг.4 то же, вид сбоку.

Породоразрушаюш;ий зубок бурового

долота состоит из посадочного хвосто- 20 объем лунок выкола при одинаковой

вшса 1 цилиндрической формы, конусной рабочей головки 2 с тороидальной вершиной 3. Конусна  рабоча  головка 2 может быть усечена двум  симметричными относительно плоскости симметрии тора плоскост ми 4.

Отличительна  особенность предлагаемого зубка заключаетс  в том, что рабоча  головка, вьтолненна  в виде конуса с углом о1 , обеспечивает посте- пенное нарастание размеров контактной площадки и, следовательно, снижает сопротивление внедрению. Так как конструкцией предлагаемого зубка предусмотрен переход торовидной вершины в коническую рабочую головку, то это обуславливает вступление в работу конической рабочей головки при значительных углублени х торовидной

При бурении на долото передает осева  нагрузка и крут щий момент В процессе перекатьшани  шарошек забою скважины твердосплавный зубок 1, запрессованный в корпусе ш

вершины, котора  (подобно клину) спо- 40 рошки внедр етс  в горную породу

собствует выкалыванию большого объема породы.

Таким образом, вьшолнение конусной рабочей головки с торовидной вершиной позвол ет снизить сопротивление внедрению, что при тех же глубинах внедрени  зубка в породу (что и у прототипа) дает увеличение глубины-выкола и объема выбуренной породы.

Отличительный признак предлагаемого зубка заключаетс  в том, что поверхности тора и конуса могут быть усечены двум  симметричными относительно плоскости симметрии тора плоскост ми с углом 1Ь наклона к плоскости симметрии тора, что обеспеч.и- вает усиление положительного эффекта, создаваемого конусной рабочей гопови при этом испытывает напр жение ти  и изгиба.

В процессе внедрени  зубка 1 в породу выпукла  торовидна  поверх

45 ность, переход ща  в конусную раб головку 2, создает высокое контак ное давление на породу при умерен ных нагрузках на долото.

Преимущество предлагаемого зуб

5Q (по сравнению с известными) заклю чаетс  в выполнении конусной рабо головки с торовидной вершиной, чт при определенных соотношени х гео метрических параметров тора, кону

55 и цилиндра снижает сопротивление внедрению, увеличивает глубину вн рени  и объем выкола, организует равление выкола. Кроме того, преи ществом предлагаемого зубка  вл е

ЗД48882

кой с торовидной вершиной, а именно способствует уменьшению нарастани  площадки контакта и, следовательно, , сопротивлени  внедрению, а также усиливает и концентрирует расклинивающий эффект в заданном направлении .

Наилучший эффект обеспечивают зубшего г радиусов, диаметра D цилиндрического хвостовика, угла о1 кону- са и угла /з наклона секущих плоскостей к плоскости симметрии тора), установленные экспериментально. В результате проведенных испытаний вы влено , что наибольшую глубину и

глубине внедрени , а следовательно, и меньшую силу сопротивлени  внедрению имеют зубки, геометрические параметры которьрс лежат внутри интервалов углов 27° d (,

R соотношений 0,3 -г- 2,0;

причем

50

0,2 . 1,0

R . Од08 Cose/г Cos/5

б T-sTn 5 1 - sTn /3

Породоразрушающий зубок бурового долота работает следующим образом.

При бурении на долото передаетс  осева  нагрузка и крут щий момент. В процессе перекатьшани  шарошек по забою скважины твердосплавный зубок 1, запрессованный в корпусе шарошки внедр етс  в горную породу

и при этом испытывает напр жение сжати  и изгиба.

В процессе внедрени  зубка 1 в породу выпукла  торовидна  поверхность , переход ща  в конусную рабочую головку 2, создает высокое контактг( ное давление на породу при умеренных нагрузках на долото.

Преимущество предлагаемого зубка

(по сравнению с известными) заключаетс  в выполнении конусной рабочей головки с торовидной вершиной, что при определенных соотношени х геометрических параметров тора, конуса

и цилиндра снижает сопротивление внедрению, увеличивает глубину внедрени  и объем выкола, организует направление выкола. Кроме того, преимуществом предлагаемого зубка  вл етс 

повышение механической скорости и, следовательно, эффективности бурени  в средних и твердых породах.

Claims (2)

1.Породоразрушающий зубок бурового долота, состо щий из цилиндрического хвостовика, рабочей головки с вершиной в виде части тора, ось которого пересекает ось зубка и перпендикул рна ей, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  механнческой скорости бурени  за счет снижени  сопротивлени  внедрению, увеличению глубины выкола и объема выбуренной породы, рабоча  головка вы- полнена в виде конуса с углом 27°

, причем отношени  большего R и меньшего г радиусов тора к диаметру D цилиндрического хвостовика

о

находитс  в пределах 0,3 f; ,0

R Cose/ D f - sTn /7

и 0,2 g- . 1,0,

5

2. Породоразругаающий зубок по п,1, отличающийс  тем, что поверхность конуса и тора усечена двум  симметричными относительно плоскости симметрии тора плоскост ми с углом наклона 29 Л ЗО к плоскости симметрии тора, при этом отношение меньшего радиуса г тора к диаметру D цилиндрического хвостоPji9§ Q9S; 1 - Sin

вика

5-

фие.2

фие.

фиеЛ