SU1670083A1 - Однодисковое долото - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к породоразрушающему инструменту. Цель изобретени  - повышение эффективности долота путем снижени  энергоемкости работы. Дл  этого дискова  шарошка выполнена со смещенными к одному торцу и расположенными по одну сторону от оси долота рабочими част ми. Место пересечени  между собой рабочих частей расположено на рассто нии до точки пересечени  осей цапфы и долота, равном радиусу долота. Долото имеет корпус, выполненный П-образным, в котором другим концом закреплена цапфа, расположенна  в горизонтальной плоскости. Породоразрушающие элементы долота на конической поверхности выполнены в виде алмазных вставок, расположенных в месте пересечени  рабочих частей шарошки, установленной на цапфе эксцентрично. Дл  повышени  эффективности долота путем уменьшени  отклонени  в сторону, стабилизирующие кольцевые шарошки установлены над калибрующей шарошкой. Дополнительную проработку скважины по диаметру осуществл ют калибрующей шарошкой, у которой роль калибрующих твердосплавных зубков выполн ет спиральна  лини  по всей высоте шарошки, обладающа  большой контактной поверхностью со стенкой скважины. Боковые усили  со стороны стенок скважины компенсируютс  двум  стабилизирующими кольцевыми шарошками. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к породоразру- шающему инструменту, а именно к дисковым долотам. Наиболее рациональна  область применени  - бурение геолсггфаз- ведочных скважин малого диаметра в породах различной категории крепости, в том числе и крепких.

Цель изобретени  - повышение эффективности долота путем снижени  энергоемкости работы

На фиг.1 изображено предлагаемое долото , общий вид; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг 3 сечение Б-Б на фиг 1,

на фиг 4 - схема работы дисковой шарошки

Долото включает удлиненный стальной П-образный корпус 1 в пазу 2 которого посредством горизонтальной цапфы 3 и аксиального 4 и радиального 5 подшипников скольжени  установлен диск 6 с рабочей частью 7, и установленные в верхней части удлиненного корпуса 1 калибрующую шарошку 8 и две стабилизирующие кольцевые шарошки 9 на эксцентричных втулках 10

Рабоча  часть 7 диска 6 имеет форму кольца с цилиндрическим 11 и коническим

о о о

00 CJ

12 участками. Цилиндрический участок 11 расположен со стороны оси долота Yi-Yi и армирован твердосплавными вставками 13, рассто ние от вершины которых до оси долота меньше радиуса долота, и поэтому они участвуют в разрушении только центральной части забо , котора  наиболее эффективно разрушаетс  дроб щескалывающим действием при малых окружных скорост х вращени  диска, что характерно дл  участков , расположенных вблизи центра забо  скважины. Конический участок 12 армирован алмазными вставками 14, например синтетическими поликристаллическими алмазами цилиндрической формы, рассто ние от режущей вершины которых до оси долота равно радиусу R долота. Причем наиболее эффективно работают алмазные вставки 14 при установке их на коническом участке с отрицательным углом 5° относительно поверхности резани . Благодар  такой схеме их установки алмазные вставки 14 осуществл ют разрушение периферийной части забо  скважины и калибрование ее по диаметру в режиме резани , при котором наиболее полно используетс  высока  износостойкость алмазов.

Рабоча  часть 7 диска 6 установлена эксцентрично относительно диаметральных вертикальных плоскостей Yi-Yi, т.е. смещена вдвух взаимоперпендикул рных направлени х в горизонтальной плоскости Х-Х. что обеспечивает диску большую кинематическую активность и исключает его заклинивание в процессе работы. Установленные последовательно на удлиненном корпусе долота одна калибрующа  8 и две стабилизирующие 9 кольцевые шарошки выполн ют дво кую функцию: калибрующа  шарошка 8 прорабатывает скважину по диаметру , помога  тем самым алмазным вставкам 14. а стабилизирующие шарошки 9 компенсируют большие боковые нагрузки со стороны стенки скважины, что позвол ет снизить интенсивность искривлени , особенно при выходе на м гкие и средние породы . Калибрующа  8 и стабилизирующие 9 кольцевые шарошки свободно вращаютс  на эксцентричных втулках 10.

Долото работает следующим образом, Под действием осевой нагрузки и крут щего момента рабоча  часть 7 диска 6, враща сь вокруг оси долота Yi-Yi и горизонтальной цапфы 3, взаимодействует с породой. При этом твердосплавные вставки 13 разрушают только центральную часть забо , причем благодар  установке их на рассто нии до оси долота, меньшем радиуса долота, они не контактируют со стенками

скважины и поэтому не подвергаютс  усиленному износу.

Периферийна  часть забо , включа  калибрование скважины по диаметру, разрушаетс  алмазными вставками 14 методом резани , который  вл етс  наиболее эффективным дл  алмазов. Эффективности их работы способствует и максимальное их удаление от оси долота, равное радиусу долота , где окружна  скорость перемещени  вставок 14 максимальна . Небольшой по диаметру столбик керна на центральном участке забо  разрушаетс  за счет вибрации долота. Промывочна  жидкость подаетс  на

забой через центральный канал 15с наклонным участком, направленным касательно к рабочей части 7 участка 6.

Дополнительна  проработка скважины по диаметру осуществл етс  калибрующей

шарошкой 8, у которой роль калибрующих твердосплавных зубков выполн ет спиральна  по всей высоте шарошки лини , обладающа  большой контактной поверхностью со стенкой скважины, а боковые усили  со стороны стенок скважины компенсируютс  двум  стабилизирующими 9 кольцевыми шарошками. Калибрующестабилизирующа  компоновка, установленна  на корпусе 1 долота непосредственно за диском 6 и имеюща  значительную контактную площадь со стенкой скважины, снижает интенсивность искривлени  скважины до минимума. Разрушенна  порода выноситс  потоком промывочной жидкости на поверхность.

Claims (2)

1. Однодисковое долото, содержащее корпус с центральным промывочным каналом,

прикрепленную к корпусу одним концом цапфу, установленную на цапфе шарошку в виде диска с цилиндрической и расположенной между цилиндрической и торцевой поверхностью конической рабочими част ми,

породоразрушающие элементы, расположенные на рабочих част х, из которых на цилиндрической - в виде тугоплавких вставок , и калибрующую шарошку, установленную на корпусе над дисковой шарошкой,

отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности долота путем снижени  энергоемкости работы, дискова  шарошка выполнена со смещенными к одному торцу и расположенными по одну сторону от оси долота рабочими част ми, место пересечени  между собой которых расположено на рассто нии до точки пересечени  осей цапфы и долота, равном радиусу долота , корпус выполнен П-образным, в котором другим концом закреплена цапфа, расположенна  в горизонтальной плоскости, а по- родоразрушающие элементы на конической поверхности выполнены в виде алмазных вставок, расположенных в месте пересечени  рабочих частей шарошки, установленной на цапфе эксцентрично.

2. Долото по п. 1,отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности долота путем уменьшени  отклонени  в сторону , оно снабжено стабилизирующими кольцевыми шарошками, установленными на корпусе над калибрующей шарошкой.

4,5

фиг Л

s ъ

о о r-

со

Л Д / VA /

/.,/////

Г- g -r- 4}U,-ГО

t

5

/J

фиг 4