Буровое трехшарошечное долото
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту для бурения скважин . Цель1- повышение долговечности долота путем равномерного распределения нагрузки на все опоры Буровое трехшарошечное долото содержит лапы с цапфами и смонтированные на них посредством опор шарошки. Шарошки содержат одинаковое количество породоразрушающих венцов 4, 5 и б, удаленных от оси долота на разное расстояние, и периферийные венцы 7, равноудаленные от оси долота. Длины трех соседних венцов И, h и 1з первой, второй и третьей шарошек связаны с соответствующим расстоянием середины этих венцов от оси долота п, га и гз следующим соотношением Нп {2Г2-1згз; п+Н / 2 га; Г2+12/2 гз При работе долота обеспечивается равномерное распределение нагрузки на все опоры за счет разрушения венцами одинаковых по площади кольцевых зон забоя. Это способствует повышению долговечности долота . 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Е 21 В 10/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР и Ф ivy I
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4433084/03 (22) 30.05.88 (46) 15.11.91. Бюл. М 42 (71) Производственное объединение Грознефть" (72) Л, С. Курумов, Х.-M. С. Измайлов, Т. Г, Агошашвили и А, П. Гряколов (53) 622.24.051.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 976008, кл. Е 21 В 10/16, 1982. (54) БУРОВОЕ, ТРЕХШАРОШЕЧНОЕ
ДОЛОТО (57) Изобретение относится к породоразрушающему инструменту для бурения скважин. Цель - повышение долговечности долота путем равномерного распределения нагрузки на все опоры. Буровое трехшарошечное долото содержит лапы с цапфами и смонтированные на них посредством опор шарошки, Шарошки содержат одинаковое количество .породоразрушающих венцов 4, 5 и 6, удаленных от оси долота на разное расстояние, и периферийные венцы 7, равноудаленные от оси долота, Длины трех соседних венцов !<, !z и!з первой, второй и третьей шарошек связаны с соответствующим расстоянием середины этих венцов от оси долота r>, rz и гз следующим соотношением l1r>=!zrz=bra; г +!! / 2 < гг; гг+!г/2<гз, При работе долота обеспечивается равномерное распределение нагрузки на все опоры за счет разрушения венцами одинаковых по площади кольцевых зон забоя. Это способствует повышению долговечности долота. 2 ил.
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту для бурения скважин, Цель изобретения — повышение долговечности долота путем равномерного распределения нагрузки на все опоры, На фиг. 1 представлена развертка шарошек долота; на фиг. 2 — схема перекрытия забоя породоразрушак>щими венцами долота, Буровое трехшарошечное долото содержит лапы с цапфами (не представлень) и смонтированные на них посредством опор самоочищающиеся шарошки 1, 2 и 3. Шарашки содержат одинаковое количество породоразрушающих венцов 4, 5 и 6, удаленных от оси долота на разное расстояние, и периферийные венцы 7, равноудаленные от оси долота. Длины трех соседних венцов I1, Iz и 4, принадлежащих соответственно первой, второй и третьего шарошкам, связаны с соответствующими расстояниями середин этих венцов от оси долота г1, sz и гз следующими соотношениями: 1Г1=lzrz=l3Г3
И . Iz
Г1+ — < Г2; Г2+ — 3.
2 2
Буровое трехшарошечное долото рабстает следующим образом.
При вращении под нагрузкой буравов долото за отрезок времени углубляется на величину Ь1. При этом каждый венец долота, кроме периферийных, разрушает сво» кольцевую зону шириной, равной длине зубьев, т.е. ширине венца.
S j j =2 7к Г (1 Ц, 1= 1, 2,,". ; j = 1, 2 „., и .
Поскольку для долот типов "С", "Т" и "К" механизм разрушения забоя близок к вдавливанию, то дисперсность н:лама считается одинаковой для соседних венцов, Тогда вся работа по разрушению забоя определяется: где (- коэффициент, показывающий затраты энергии на разрушение единицы объема породы;
R — радиус забоя.
Согласно законам Риттингеоа и Кирпичева работа, выполняемая jj венцом при углублении на hh определяется:
Нагрузка зубцов Р шарошки в каждый момент времени зависит от условий контактирования зубьев оставшихся венцов и венцов двух других шарошек. Зта нагрузка
5 имеет импульсный характер, сильно колеблется по величине и имеет вероятностное распределение, Поэтому нагрузка венца за время Ж оценивается средневзвешенной величиной;
1О
Рк дтк
К=-1
Рq — — —
15 где P» — величина к-го импульса нагрузки, действующей на зубец;
zjj — число зубцов венца;
Йк — длительность импульса.
Тогда работа, совершаемая Ц-м венцом шарошки при разрушении своей кольцевой зоны на глубину Ah, определяется:
ЬА 1-- UPjj. Ah, 25 где U — коэффициент пропорциональности, Следовательно, Pjj hAjj 2л rjj ljj.
Средневзвешенная нагрузка на каждую шарошку равна:
Pj=, Pij i=1, 2, 3; j=- 1, 2,.„,n.
j =-1
Поскольку периферийная кольцевая до35 ля разрушается одновременно тремя венцами шириной 4 каждый с одинаковым числом зубцов, то воспринимаемая нагрузка Рв1будет одинаковой, Следовательно, для одинаковой нагруженности опар шарошек нужно потребовать выполнения
Рц= const j=1, 2, 3.
j =1
Удовлетворить такому условию может долото, в котором три соседних венца, принадлежащие 1, 2-й и 3-й шарошкам и расположенные по мере удаления от центра забоя
5О на расстояние r1, rz, r3, разрушают одинаковые по плогцади кольцевые зоны, т.е.
Sjj=Szj=S3jl ц . r1j=izj rzj=l3jr3j, при этом — 21-+гц< rzj,,:- rzj< r3j. г .. 2
ЬАц =ф Ьз 2mr jj
В таком долоте обеспечивается одинаковая нагрузка, действующая на все опоры шаро шек.
1691497
Формула изобретения
11г1=12г2=!згз;
i> г1+2 (r2 2 г + — < гз:
Составитель А. Николаев
Редактор М, Бандура Техред M,Moðãåíòàë Корректор Т.Палий
Заказ 3912 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Буровое трехшарошечное долото, включающее лапы с цапфами, установленные на них посредством опор, самоочищающиеся 5 шарошки с одинаковым количеством породоразрушающих венцов, каждый из которых, кроме периферийного, удален от оси долота на разное расстояние, а периферийный венец на всех шарошках равноудален 10 от оси долота, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности долота путем равномерного распределения нагрузки на все опоры, породоразрушающие венцы выполнены разной длины, при этом длины трех соседних венцов!1, Iz, la, принадлежащих соответственно первой, второй и третьей шарашкам, связаны с соответствующими расстояниями середин этих венцов от оси долота r>, г, гз следующими соотношениями;
