Буровое шарошечное долото

 

Изобретение относится к буровой технике, в частности к породоразрушающему инструменту, предназначенному для бурения скважин в горных породах. Буровое шарошечное долото содержит корпус, в котором размещены хвостовики лап с шарошками. Лапы закреплены в корпусе посредством кольцевого клинового соединения с углом клина, равным или больше двух углов трения между лапой и корпусом. Каждая лапа снабжена страховочным болтом, размещенным в корпусе параллельно центральной оси долота и в плоскости, проходящей через ось симметрии лапы. Упрощается разборка долота. 3 ил.

Изобретение относится к буровой технике, в частности к породоразрушающему инструменту, предназначенному для бурения скважин в горных породах.

Известно буровое шарошечное долото, содержащее корпус с размещенными в нем хвостовиками лап с шарошками. На внутренней поверхности корпуса выполнены эксцентричные проточки, а на хвостовиках лап - эксцентричные выступы, благодаря чему обеспечивается передача крутящего момента от корпуса лапам с шарошками [1].

Недостатком этого долота является сложная технология изготовления корпуса с эксцентричными проточками и хвостовиков лап с эксцентричными выступами. Кроме того, при самотормозящем эксцентриковом соединении лап с корпусом осуществить разборку такого долота затруднительно, так как требуется большой крутящий момент для возвращения лап в положение, при котором их можно вынуть из корпуса; в таком случае без специального приспособления для разборки долота не обойтись.

Известно также буровое шарошечное долото, содержащее корпус с размещенными в нем хвостовиками лап с шарошками. Крепление каждой лапы с корпусом выполнено в виде кольцевого клинового соединения, поверхности которого образованы прямыми линиями при их вращении вокруг продольной оси долота, при этом угол клина меньше двух углов трения между лапой и корпусом. Соединение каждой лапы с корпусом снабжено резьбовыми штифтами, расположенными в плоскости, проходящей через ось вращения долота и ось симметрии лапы [2].

Недостатком этого долота являются значительное продольное перемещение лап относительно корпуса и сложность его разборки, так как для съема лап требуется большое усилие, возникающее из-за того, что угол клина меньше двух углов трения между лапой и корпусом при значительной длине кольцевого клинового соединения. Разборку такого долота приходится выполнять в специальном приспособлении.

Задача изобретения - упрощение разборки долота.

Указанный технический результат достигается тем, что в корпусе бурового шарошечного долота укреплены посредством кольцевого клинового соединения лапы с шарошками, причем в нижней части корпуса наружная поверхность каждой лапы и сопряженная с ней внутренняя поверхность корпуса выполнены в виде двугранника, а внутренняя поверхность образована прямой линией при ее вращении вокруг продольной оси долота. Каждая лапа снабжена страховочным болтом, размещенным в корпусе параллельно центральной оси долота и в плоскости, проходящей через ось симметрии лапы, а угол клина равен или больше двух углов трения между лапой и корпусом.

На фиг. 1 изображено буровое шарошечное долото, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1, на фиг. 3 - вид Б фиг. 1.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1, в котором размещены хвостовики лап 2, состоящие в верхней части из кольцевого клинового соединения, одна сторона 3 которого имеет, например, цилиндрическую поверхность, а другая 4 - коническую, а в нижней части соединения хвостовики лап 2 сочленены с корпусом 1 посредством профильного соединения, одна сторона которого представляет цилиндрическую поверхность 3, а другая выполнена в виде двугранного профиля 5. Каждая лапа снабжена страховочным болтом 6, размещенным в отверстии 7 корпуса 1. Отверстия 7 в корпусе 1 размещены равномерно по окружности через 120^o.

Буровое шарошечное долото работает следующим образом.

При бурении скважины в горной породе с помощью бурового шарошечного долота на него действуют осевая нагрузка и крутящий момент. Под действием осевой нагрузки происходит контактирование кольцевого клина лапы 2 и кольцевой выемки корпуса, в результате чего от корпуса лапы передается крутящий момент. При угле 2 клина осуществляется заклинивание лапы 2 в корпусе 1, а при > 2 заклинивания лапы в корпусе не происходит. Если сил трения между лапами 2 и корпусом 1 будет недостаточно для передачи крутящего момента, особенно при стопорном режиме, то проскальзыванию лап относительно корпуса будет препятствовать профильное соединение 5 лап с корпусом, которое также будет передавать крутящий момент от корпуса лапам с шарошками. Выпадению лапы 2 из корпуса 1 препятствует усилие заклинивания лапы в корпусе при 2 и страховочный болт 6, размещенный в отверстии 7 корпуса (при > 2).

Для замены лап 2 с шарошками вывинчивают страховочные болты 6, затем небольшим усилием вывинчивают лапу (при 2) или вынимают (при > 2) из корпуса 1. Сборка шарошечного долота осуществляется в обратном порядке.

Преимущества заявленной конструкции бурового шарошечного долота обеспечиваются простотой разборки и сборки долота, в том числе в полевых условиях на буровой установке.

Источники информации 1. А.с. СССР N 791892, кл. E 21 B 10/08, 1980 г.

2. Патент UA N 25122, кл. E 21 B 10/08, 1998 г., прототип.

Формула изобретения

Буровое шарошечное долото, содержащее корпус с закрепленными в нем посредством кольцевого клинового соединения с углом клина лапами с шарошками, отличающееся тем, что в нижней части корпуса соединения наружная поверхность каждой лапы и сопряженная с ней внутренняя поверхность корпуса выполнены в виде двухгранника, а внутренняя поверхность образована прямой линией при ее вращении вокруг продольной оси долота, при этом угол клина равен или больше двух углов трения между лапой и корпусом, а каждая лапа снабжена страховочным болтом, размещенным в корпусе параллельно центральной оси долота и в плоскости, проходящей через ось симметрии лапы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3