RU2385405C1 - Буровое шарошечное долото - Google Patents
Буровое шарошечное долото Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385405C1 RU2385405C1 RU2009106747/03A RU2009106747A RU2385405C1 RU 2385405 C1 RU2385405 C1 RU 2385405C1 RU 2009106747/03 A RU2009106747/03 A RU 2009106747/03A RU 2009106747 A RU2009106747 A RU 2009106747A RU 2385405 C1 RU2385405 C1 RU 2385405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- additional
- cutting elements
- cone
- rock
- bit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам преимущественно малого диаметра. Технический результат - повышение проходки и механической скорости бурения благодаря снижению энергоемкости процесса разрушения центральной части забоя. Буровое шарошечное долото включает лапы с цапфами, на которых посредством замкового устройства на подшипниках скольжения установлены шарошки с породоразрушающими элементами. Долото снабжено дополнительной шарошкой, установленной на замковом устройстве, выполненном в виде оси, концевые участки которой закреплены в выемках, выполненных на оппозитно расположенных торцах цапф лап, при этом между торцами дополнительной шарошки и торцами цапф размещены пружины, а дополнительная шарошка установлена с возможностью перемещения вдоль оси. При этом породоразрушающие элементы дополнительной шарошки выполнены из материала с большей твердостью по сравнению с породоразрушающими элементами основных шарошек. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно малого диаметра.
Известно буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, на которых с возможностью ограниченного перемещения вдоль цапф установлены шарошки (см. авт. св. СССР №739210, кл. Е21В 10/22, 1980 г.).
Недостатком этого долота является возможность перемещения шарошек вдоль цапфы только по мере износа упорного подшипника, выполненного из материала с меньшей износостойкостью, чем материал шарошки и лап. Это ведет к тому, что в начальный период работы долота процесс разрушения породы осуществляется со значительной энергоемкостью. Другим недостатком известного долота является то, что центральная часть забоя практически не перекрывается породоразрушающими элементами. Это особенно сильно сказывается при бурении по твердым и крепким породам и ведет к образованию так называемой «сахарной головки», резко снижающей как проходку, так и скорость бурения.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, на которых посредством замкового устройства на подшипниках скольжения установлены шарошки с породоразрушающими элементами (см. Травкин В.С. Породоразрушающий инструмент для вращательного бурения скважин. М.: Недра, 1982 г., стр.102, рис.23б).
К недостаткам данного долота относится отсутствие возможности перемещения шарошек вдоль цапфы и низкая эффективность разрушения породы, особенно в центральной части забоя. Это ведет к уменьшению как проходки, так и скорости бурения при одновременном росте энергоемкости процесса разрушения породы.
В связи с изложенным технической задачей изобретения является повышение эффективности работы долота за счет более эффективного разрушения центральной части забоя.
Поставленная техническая задача решается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем лапы с цапфами, на которых посредством замкового устройства на подшипниках скольжения установлены основные шарошки с породоразрушающими элементами, согласно изобретению долото снабжено дополнительной шарошкой, установленной на замковом устройстве, выполненном в виде оси, концевые участки которой закреплены в выемках, выполненных на оппозитно расположенных торцах цапф лап, при этом между дополнительной шарошкой и торцами цапф размещены пружины, а дополнительная и основные шарошки установлены с возможностью перемещения соответственно вдоль оси и цапф.
Достижению указанного технического результата способствует также и то, что породоразрушающие элементы дополнительной шарошки выполнены из материала с большей твердостью по сравнению с породоразрушающими элементами основных шарошек.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид долота в продольном разрезе.
Буровое шарошечное долото включает лапы 1 с цапфами 8, на которых посредством замкового устройства на подшипниках скольжения 9 установлены основные шарошки 2 и 3 с породоразрушающими элементами 10. Основные шарошки 2 и 3 зафиксированы замковым устройством, выполненным в виде оси 5, концевые участки которой закреплены в выемках 7, выполненных на оппозитно расположенных торцах цапф 8 лап 1. На оси 5 расположена дополнительная шарошка 4, при этом между торцами дополнительной шарошки 4 и торцами цапф 8 размещены тарельчатые пружины 6, а дополнительная шарошка 4 и основные шарошки 2 и 3 установлены с возможностью перемещения вдоль оси 5 и цапф 8. Тарельчатые пружины 6 установлены с обеих сторон дополнительной шарошки 4, оснащенной, как и основные шарошки 2 и 3, породоразрушающими элементами 10, обладающими большей твердостью по сравнению породоразрушающими элементами 10 основных шарошек 2 и 3.
Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 10 основных и дополнительной шарошек 2, 3 и 4 осуществляют разрушение забоя и калибровку стенок скважины. При этом благодаря размещению между вершинами основных шарошек 2 и 3 дополнительной шарошки 4 происходит эффективное разрушение центральной части забоя, т.к. окружная скорость породоразрушающих элементов 10 на этой шарошке значительно больше, чем у обычных двух- и трехшарошечных долот. Эффективному разрушению центральной части забоя способствует также и то, что дополнительная шарошка 4 установлена с возможностью перемещения вдоль оси 5, чему способствуют тарельчатые пружины 6, установленные с обеих сторон шарошки 4. При таком перемещении эффективно разрушается образующаяся на забое «рейка». Этот эффект усиливается благодаря выполнению породоразрушающих элементов 10 на дополнительной шарошке 4 с большей твердостью по сравнению с породоразрушающими элементами 10 основных шарошек 2 и 3. Например, в случае выполнения породоразрушающих элементов 10 основных шарошек 2 и 3 из материала ВК-8 дополнительная шарошка 4 должна оснащаться породоразрушающими элементами 10 из материала ВК-6. Это объясняется тем, что породоразрушающие элементы 10 основных шарошек 2 и 3 разрушают породу дроблением и скалыванием, предъявляющим к материалу рабочих элементов 10 высокие требования по изгибающим нагрузкам. В то же время породоразрушающие элементы 10 дополнительной шарошки 4 работают при осевом перемещении шарошки 4 под действием реакции сил со стороны стенок скважины и пружин 6 в основном в режиме резания и при незначительных ударных нагрузках вследствие меньшего диаметра шарошки 4 по сравнению с шарошками 2 и 3. При таком режиме разрушения породы основное требование к породоразрушающим элементам 10 - это их износостойкость, а износостойкость ВК-6 значительно выше, чем у ВК-8, в то время как прочность на изгиб у элементов 10 из ВК-8 выше, чем у ВК-6.
Осевые колебания дополнительной шарошки 4 связаны с тем, что ось долота не совпадает с осью скважины. Из-за этого то одна, то другая основная шарошка 2 или 3 постоянно прижимаются к стенке скважины, вследствие чего дополнительная шарошка 4 с противоположной стороны относительно прижатой шарошки 2 или 3 оказывается свободной и перемещается под действием пружины 6 вдоль оси 5 в сторону неприжатой шарошки. В процессе бурения это положение постоянно меняется, и дополнительная шарошка 4 перемещается от одной основной шарошки 2 к другой 3 и наоборот.
Таким образом, применение предложенного долота позволяет повысить проходку и скорость бурения благодаря снижению энергоемкости процесса разрушения центральной части забоя и тем самым снизить себестоимость буровых работ.
Claims (2)
1. Буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, на которых посредством замкового устройства на подшипниках скольжения установлены основные шарошки с породоразрушающими элементами, отличающееся тем, что долото снабжено дополнительной шарошкой, установленной на замковом устройстве, выполненном в виде оси, концевые участки которой закреплены в выемках, выполненных из оппозитно расположенных торцах цапф лап, при этом между торцами дополнительной шарошки и торцами цапф размещены пружины, а дополнительная и основные шарошки установлены с возможностью перемещения, соответственно, вдоль оси и цапф.
2. Буровое шарошечное долото по п.1, отличающееся тем, что породоразрушающие элементы дополнительной шарошки выполнены из материала с большей твердостью по сравнению с породоразрушающими элементами основных шарошек.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009106747/03A RU2385405C1 (ru) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Буровое шарошечное долото |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009106747/03A RU2385405C1 (ru) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Буровое шарошечное долото |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2385405C1 true RU2385405C1 (ru) | 2010-03-27 |
Family
ID=42138430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009106747/03A RU2385405C1 (ru) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Буровое шарошечное долото |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2385405C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106869802A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-06-20 | 西南石油大学 | 一种复合破岩机构和一种长寿命复合钻头 |
-
2009
- 2009-02-27 RU RU2009106747/03A patent/RU2385405C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106869802A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-06-20 | 西南石油大学 | 一种复合破岩机构和一种长寿命复合钻头 |
CN106869802B (zh) * | 2017-04-27 | 2023-10-27 | 西南石油大学 | 一种复合破岩机构和一种长寿命复合钻头 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1415064B1 (en) | Drilling apparatus | |
US20130186693A1 (en) | Hybrid drill bit | |
EP3060741B1 (en) | Drilling device | |
WO2012039630A1 (en) | Hybrid drill bit | |
RU2394145C1 (ru) | Буровое шарошечное долото с центральной промывкой | |
RU2385405C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2298077C1 (ru) | Коронка буровая | |
RU2389858C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2427700C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2508440C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2393324C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2520974C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2473770C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2508439C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2393321C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2514021C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
Powell et al. | Hydraulic Percussion Drilling System with PDC Bit Increases ROP and Lowers Drilling Costs | |
RU2509197C1 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2638349C1 (ru) | Буровое долото | |
RU2308590C1 (ru) | Буровое дисковое долото | |
RU2513650C2 (ru) | Многоступенчатый шарошечный буровой инструмент | |
RU2658957C1 (ru) | Буровое двухшарошечное долото | |
RU2522685C2 (ru) | Буровая коронка | |
RU2306401C1 (ru) | Породоразрушающий инструмент | |
RU2634596C1 (ru) | Буровое долото |