Одношарошечное долото

 

Изобретение относится к одношарошечным долотам для бурения скважин в крепких, абразивных породах на установках ударно-вращательного бурения. Сущность изобретения: одношарошечное долото содержит корпус и имеющую с ним опору коническую шарошку, ось конуса которой наклонно расположена в корпусе. Опора шарошки с корпусом долота выполнена плоской, параллельной основанию конуса шарошки. Корпус долота выполнен с буртиком для исключения спадания шарошки с корпуса долота при его подъеме, расположенным над опорой. Угол при вершине конуса шарошки равен 180^o - 2 , где - угол между осью конуса шарошки и осью долота. Технический результат - упрощение конструкции и повышение производительности бурения. 1 ил.

Изобретение относится к инструменту, применяемому на установках ударно-вращательного бурения, при бурении взрывных скважин, в горнодобывающей промышленности.

Известно одношорошечное долото [1], содержащее корпус, в лапе которого консольно закреплена ось, на подшипниках которой смонтирована шарошка. При вращении корпуса долота, шарошка откатывается по боковой поверхности конуса шарошки (концентрическими окружностями, перпендикулярными оси вращения шарошки).

Такое долото не может быть эффективно использовано при передачи ударных импульсов на забой скважины, вследствие того, что импульсы передаются через ось, имеющую малую поверхность контакта, да к тому же консольно закрепленную в лапе долота.

Наиболее близким техническим решением является одношарошечное долото, содержащее корпус и имеющую с ним опору коническую шарошку, ось конуса которой наклонно расположена в корпусе [2].

Данная конструкция долота имеет недостатки: указанное долото сложно в изготовлении; трудность создания надежного уплотнения контактирующих сферических поверхностей; незначительная долговечность долота вследствие наличия сферической опоры, а, следовательно, снижение производительности.

Цель изобретения - упрощение конструкции долота и повышение производительности бурения.

Указанная цель достигается тем, что в одношарошечном долоте, содержащем корпус и имеющую с ним опору коническую шарошку, ось конуса которой наклонно расположена в корпусе, опора шарошки с корпусом долота выполнена плоской, параллельной основанию конуса шарошки, причем корпус долота выполнен с буртиком для исключения спадания шарошки с корпуса долота при его подъеме, расположенным над опорой с возможностью колебания шарошки относительно корпуса долота при его вращении, при этом угол при вершине конуса шарошки равен 180^o - 2, , где - угол между осью конуса шарошки и осью долота.

На чертеже представлена схема долота.

Долото включает в себя корпус 1, имеющий резьбовое соединение с буровым ставом 2. Имеющую с корпусом опору коническую шарошку 3, ось конуса наклонно расположена в корпусе 1. Шарошка 3 контактирует с корпусом 1 поверхностью 4. Опора шарошки с корпусом 1 долота выполнена плоской, параллельной основанию конуса шарошки. Корпус 1 долота выполнен с буртиком 6 для исключения спадания шарошки с корпуса долота при его подъеме, расположенным над опорой с возможностью колебания шарошки 3 относительно корпуса 1 долота при его вращении. Между боковой поверхностью 5 буртика 6 и шарошкой имеется зазор. Долото также включает буксу 7 с эластичным уплотнением 8 и запорное кольцо 9, исключающее разъединение шарошки относительно корпуса долота. Угол при вращении конуса шарошки равен 180^o - 2 , где - угол между осью конуса шарошки и осью долота.

Долото работает следующим образом: При вращении корпуса долото последней опорной поверхностью 4, воздействуя на опорную поверхность шарошки, заставит ее обкатиться образующими 10 конуса несущими вооружение 11 (зубки) по забою скважины. При этом зазор между боковой поверхностью 5 буртика 6 на корпусе долота и шарошкой позволит наклоняться шарошке 3 относительно корпуса долота 1 и поворачиваться вокруг оси конуса, обкатываясь по забою образующими конуса шарошки. Так как коническая шарошка в каждый данный момент теоретически контактирует с забоем одной образующей конуса, то давление на образующей конуса будет значительным, что позволит увеличить скорость вращения долота, а, следовательно, производительность бурения.

Наклонное положение опорной поверхности 4 относительно оси долота, заставляет шарошку сдвигаться к центру забоя скважины.

Если угол при вершине шарошки меньше чем 180^o - 2, , то большую нагрузку будут нести зубки, расположенные ближе к центру забоя.

Если же угол при вершине больше чем 180^o - 2, , то нагрузку больше будут нести зубки, расположенные ближе к периферии забоя.

Источники информации: 1. Масленников И. К. и др. Инструмент для бурения скважин / Справочное пособие, М.: Недра, 1981, с. 202.

2. RU, патент, 2039191, кл. E 21 B 10/08, 1995.

Формула изобретения

Одношарошечное долото, содержащее корпус и имеющую с ним опору, коническую шарошку, ось конуса которой наклонно расположена в корпусе, отличающееся тем, что опора шарошки с корпусом долота выполнена плоской, параллельной основанию конуса шарошки, причем корпус долота выполнен с буртиком для исключения спадания шарошки с корпуса долота при его подъеме, расположенным над опорой, при этом угол при вершине конуса шарошки равен 180^o - 2 , где - угол между осью конуса шарошки и осью долота.

РИСУНКИ

Рисунок 1