Шарошечное долото а.н.попова

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к породоразрушающему буровому инструменту, и может быть использовано при проходке скважин большого диаметра в комплекте с агрегатами реактивно-турбинного бурения. Цель изобретения - повышение эффективности бурения и стойкости долота за счет обеспечения режима чистого качения шарошек при реактивнотурбинном бурении. Шарошечное долото для бурения скважин включает корпус с установленным на нем диском, снабженным размещенными в его периферийной части шарошками с породоразрушаюш.ими элементами. Ось враш.ения долота лежит в плоскости симметрии диска, перпендикулярной оси врашения последнего. Оси враш .ения шарошек расположены в указанной плоскости симметрии диска, при этом радиус кривизны всех шарошек равен радиусу долота. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1460175 A 1 (51) 4 Е 21 В 10/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ вышение эффективности бурения и стойкости долота за счет обеспечения режима чистого качения шарошек при реактивнотурбинном бурении. Шарошечное долото для бурения скважин включает корпус с установленным на нем диском, снабженным размещенными в его периферийной части шарошками с породоразрушающими элементами. Ось вращения долота лежит в плоскости симметрии диска, перпендикулярной оси вращения последнего. Оси вращения шарошек расположены в указанной плоскости симметрии диска, при этом радиус кривизны всех шарошек равен радиусу долота. 4 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 3797346/22-03 (22) 04.10.84 (46) 23.02.89. Бюл. № 7 (75) А. H. Попов (53) 622.24.05! .559 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 88584, кл. Е 21 В 9/14, 1950. (54) ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

А. Н. ПОПОВА (57) Изобретение относится к горному делу, а именно к породоразрушающему буровому инструменту, и может быть использовано при проходке скважин большого диаметра в комплекте с агрегатами реактивно-турбинного бурения. Цель изобретения — поИзобретение относится к горному делу, а именно к породоразрушающему буровому и нструменту, и может быть использовано при проходке скважин большого диаметра в комплекте с агрегатами реактивно-турбинного бурения.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения и стойкости долота за счет обеспечения режима чистого качения шарошек при реактивно-турбинном бурении.

На фиг. представлено долото, фронтальная проекция; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 и 4 — схема установки долота на забое при планетарном движении; а — по радиусу скважины; б — перпендикулярно радиусу; в — в промежуточном положении, где м„— частота переносного вращения; ы0 — частота относительного вращения; R — реакция забоя;

R и R — составляющие реакции забоя.

Шарошечное долото состоит из корпуса 1 с резьбовым соединением 2 и лапами 3. На лапах 3 с помощью подшипниковой опоры 4 на оси 5 вращения установлен диск 6. По периферии диска 6 на подшипниках 7 с осями 8 вращения размещены шарошки 9 с породоразрушающими элементами 10. Ось вращения долота лежит в плоскости симметрии диска 6, перпендикулярной его оси 5 вращения. Оси 8 вращения шарошек 9 расположены в указанной плоскости симметрии диска 6, при этом радиус 1! кривизны всех шарошек равен радиусу 12 долота.

Шарошечное долото работает следующим образом.

Долото в составе с агрегатом реактивно-турбинного бурения приводится в относительное вращение (ы0) вокруг своей оси с одновременным переносным вращением (wÄ) вокруг оси скважины.

Поскольку оси диска 6 и шарошек 9 взаимно перпендикулярны, а оси 8 шарошек 9 лежат в плоскости, проходящей через ось долота, то при расположении диска 6 долота по радиусу скважин (фиг. 3 и 4 а) шарошки 9 перекатываются по забою без скольжения, что повышает износостойкость породоразрушающих элементов. При этом подшипники шарошек вос1460175 принимают в основном радиальные нагрузки, которые являются наиболее предпочтительными для подшипников шарошек 9. Указанные нагрузки для шарошек обусловлены реакцией забоя R, а на подшипниковую опору диска 6 действуют минимальные осевые нагрузки, обусловленные трением качения в подшипниках шарошек 9. Когда диск 6 перпендикулярен радиусу скважины (фиг. 3 и 4 б), подшипниковая опора 4 диска 6 воспринимает в основном радиальные нагрузки, а большинство подшипников шарошек не нагружены, так как шарошки 9 не соприкасаются со стенками скважины, исключение составляет нижняя шарошка 9, которая перекатывается по своей продольной образующей, контактируя с забоем без скольжения.

В промежуточном положении (фиг. 3 и 4 в) нагрузка перераспределяется между опорой диска 6 и нижней шарошки 9, на которую в данный момент опирается долото. Остальные шарошки 9, не соприкасаясь со стенками скважины, остаются разгруженными. В промежуточном положении обе опоры воспринимают преимущественно радиальные нагрузки от R и R", а породоразрушающие элементы шарошек 9 долота перекатываются по забою без скольжения.

Выполнение шарошек 9 с радиусом кривизны, равным радиусу долота, снижает динамику процесса бурения, что позволяет предлагаемому долоту перекатываться по забою без ударов и рывков. При этом породоразрушающие элементы шарошек 9 из положения долота (фиг. 3, 4 б) вводятся в контакт с породой вдоль образующей постепенно, что обеспечивает их сохранность при одновременном получении высоких удельных нагрузок на породу.

Таким образом, в предлагаемом долоте с ростом эффективности бурения повышается стойкость его опоры и породоразрушающих элементов.

Формула изобретения

Шарошечное долото для бурения скважин включающее корпус с установленным на нем диском, снабженным размещенными в его периферийной части шарошками с породоразрушающими элементами, причем ось вращения долота лежит в плоскости симметрии диска, перпендикулярной оси вращения последнего, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения и стойкости долота за счет обеспечения

25 режима чистого качен)ия шарошек при реактивно-турбинном бурении, оси вращения шарошек расположены в указанной плоскости симметрии диска, при этом радиус кривизны всех шарошек равен радиусу долота.

l460I75

1460175

Составитель В. Ясашин

Редактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 421/29 Тираж 514 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент»ь г. Ужгород, ул. Гагарина, 01