Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО
ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к буровому инструменту. Шарошечное долото содержит держатель с лапами, снабженными консольно выступающими цапфами, и шарошки в виде полого корпуса с выступающими над его поверхностью штырями (зубками), смонтированные с возможностью вращения на цапфах. Штыри (зубки) и корпус шарошки имеют сквозные каналы, в которых с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлены поршеньки или бойки, упирающиеся в цапфу, а цапфа снабжена кулачками, перемещающими бойки внутрь каналов при внедрении штырей в забой. Повышается эффективность работы долота за счет повышения скорости бурения и проходки на долото. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2142550
Класс(ы) патента: E21B10/16
Номер заявки: 95113386/03
Дата подачи заявки: 27.07.1995
Дата публикации: 10.12.1999
Заявитель(и): Государственное научно-производственное предприятие по сверхглубокому бурению и комплексному изучению недр Земли
Автор(ы): Самхан И.И.; Хахаев Б.Н.; Певзнер Л.А.
Патентообладатель(и): Государственное научно-производственное предприятие по сверхглубокому бурению и комплексному изучению недр Земли
Описание изобретения: Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для бурения скважины, в том числе в средних и крепких горных породах.
Известны шарошечные долота для бурения скважин [1], содержащие держатель с лапами, снабженными консольно выступающими цапфами, и шарошки в виде полого корпуса с выступающими над его поверхностью штырями (зубками), смонтированные с возможностью вращения на цапфах.
Недостатком известных шарошечных долот является сравнительно низкая скорость бурения и стойкость долота.
В качестве прототипа принимаем шарошечное долото [2], содержащее держатель с лапами, снабженными консольно выступающими цапфами, и шарошки в виде полого корпуса с выступающими над его поверхностью штырями (зубками), смонтированные с возможностью вращения на цапфах. Вооружение шарошек выполнено твердосплавными зубками или фрезерованными стальными зубками известных форм.
Внутренняя полость шарошки, внутри которой помещается цапфа с подшипниками, отделена от зубков непроницаемым корпусом.
Недостатком известного шарошечного долота, выбранного в качестве прототипа, является сравнительно низкая скорость бурения и проходка на долото.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы долота за счет повышения скорости бурения и проходки на долото.
Указанная цель достигается тем, что в шарошечном долоте, содержащем держатель с лапами, снабженными консольно выступающими цапфами, и шарошки в виде полого корпуса с выступающими над его поверхностью штырями (зубками), смонтированные с возможностью вращения на цапфах, штыри (зубки) и корпус шарошки имеют сквозные каналы, в которых с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлены поршеньки (бойки), упирающиеся в цапфу, а цапфа снабжена кулачками, перемещающими бойки внутрь каналов при внедрении штырей в забой.
Предлагаемое шарошечное долото изображено на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 представлен продольный разрез одной из лап шарошечного долота конического типа; на фиг. 2 изображено сечение А-А фиг. 1.
Шарошечное долото включает в себя шарошку 1 в виде полого корпуса конического типа с выступающими над его поверхностью штырями (зубками) 2, смонтированную при помощи подшипников 3 и 4 с возможностью вращения на цапфе 5 лапы 6.
Корпус шарошки 1 и зубки 2 имеют каналы 7 с установленными в них бойками 8, которые способны перемещаться в каналах 7 под действием упругих элементов (пружин) 9 и смонтированных на цапфе 5 кулачков 10. Причем установка кулачков 10 обеспечивает погружение бойка 8 в канал 7 при внедрении зубка 2 в породу на забое и перемещение бойка в верхнее положение (выход из канала) при удалении зубка от забоя скважины.
При бурении скважины так же, как и в известном способе, шарошка 1 совместно с лапой 6 и опорой 5 вращается вокруг оси скважины, одновременно перекатываясь по забою и разрушая породу на забое внедрением в нее зубьев. Струя бурового раствора подается под давлением буровых насосов на свободный от корпуса долота участок забоя и обеспечивает удаление шлама с забоя скважины.
При внедрении зубка долота в породу боек 8 под действием кулачка 10 перемещается по каналу 7 вниз (в канал), сжимая буровой раствор в канале 7 с нагнетанием бурового раствора в трещины породы в зоне контакта с зубком и дополнительным разрушением породы. Происходит также смывание породы с внешней стороны зубка. При выходе зубка 2 долота из контакта с породой боек 8 резко освобождает полость (канал) 7 зубка 2, вызывая заполнение канала 7 буровыми раствором, сопровождающееся дополнительным импульсом и кавитацией бурового раствора, в свою очередь, возникновение кавитации приводит к дополнительному разрушению породы.
В различных условиях бурения отдельные детали долота могут отличаться от изображенных на фиг. 1 и 2. Так, для пород повышенной твердости боек 8 может быть удлинен и наносить своим концом удар по породе забоя в период погружения зубка. Кроме того, форма канала 7 в нижней части зубка 2 может иметь коническую форму для пород средней твердости и т.д.
Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в том, что благодаря сочетанию статистических нагрузок, создаваемых зубками шарошек, и ударных импульсов бурового раствора, возникающих непосредственно в зоне контакта зубка долота и породы забоя при возвратно-поступательном перемещении бойка 8 в канале 7 зубков 2, интенсивность разрушения породы на забое повышается, а износ зубков, обусловленный их трением о породу, снижается. Это позволяет снизить осевую нагрузку на долото, улучшить условия работы цапфы и подшипников.
Источники информации
1. Технология бурения глубоких скважин. Мавмотов М.Р., Алексеев Л.А., Вдовин К.И. и др. - М. "Недра", 1982, с. 58-65.
2. Авторское свидетельство СССР N 1170108 кл. E 21 B 10/22.
Формула изобретения: Шарошечное долото, содержащее держатель с лапами, снабженными консольно выступающими цапфами, и шарошки в виде полого корпуса с выступающими над его поверхностью зубками, смонтированные с возможностью вращения на цапфах, отличающееся тем, что зубки и корпус шарошки имеют сквозные каналы, в которых с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлены поршеньки или бойки, упирающиеся в цапфу, а цапфа снабжена кулачками, перемещающими бойки внутрь каналов при внедрении зубков в породу на забое.