SU1353884A1 - Колонковое долото - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к буровой технике и позвол ет повысить вынос керна за счет улучшени  условий его формировани . Долото имеет корпус 1 со скважинообразу- ющими шарошками (СШ) 7 и кернообразу- ЮШ.ИМИ шарошками (КШ) 4, установленные на цапфах (Ц) со смешением осей одна относительно другой. Оси СШ 7, КШ 4 и Ц расположены под острым углом а одна к другой . Этот угол определ етс  из математического выражени  arctg 2 e/du tgp, где е - рассто ние между точками пересечени  осей Ц и шарошек 4 с плоскостью, проведенной через вершины зубков 9 периферийного (дл  СШ 7) или внутреннего (дл  КШ 4) венца, м; dm - диаметр СШ 7 по вершинам зубков 9 периферийного венца или внутреннего - дл  КШ 4, м; р - угол наклона оси Ц к оси врашени  долота, град. Между КШ 4 и СШ 7 расположены ударные элементы 8, жестко св занные с корпусом 1. За счет смешени  осей Ц и КШ 4 и СШ 7 их вооружение оказывает динамическое воздействие на породу, эффективно разруша  хрупкие породы. Расположение осей СШ 7 и КШ 4 и Ц под углом а позвол ет посто нно выходить на диаметр скважины всем зубкам 9 периферийного венца СШ 7. При этом зубки 9 внутреннего венца КШ 4 выход т на диаметр керна. Это повышает эффективность образовани  скважины нужного диаметра. 3 ил. (С (Л со ел оо 00 00 4: 3 8

Description

Изобретение относитс  к буровой технике , а именно к породоразрушающему инструменту , предназначенному дл  бурени  с отбором керна.

Цель изобретени  - повышение выноса керна за счет-улучшени  условий его формировани , а также повышение проходки на долото.

На фиг. 1 представлено колонковое долото , общий вид, разрез; на фиг. 2 - то же, вид со стороны рабочего торца; на фиг. 3 - схема работы периферийного венца скважинообразуюш ей и внутреннего венца кернообразующей шарошек.

НИИ, что и точка AI, и  вл етс  точкой, в которую должен приходить зубок, минималь- , но удаленный от оси В-В при повороте шарошки на 180°, чтобы как данный зубок, так 5 и все зубки венца выходили при вращении шарошки на диаметр скважины или керна. При этом максимально удаленный от оси В-В зубок описывает траекторию, проекци  которой на вертикальную плоскость есть отрезок CCi.

Следовательно, отрезок A2C| есть проекци  на вертикальную плоскость венца шарошки , выполненного симметрично оси шарошки Н -Н и удовлетвор ющего услови  выхода всех его зубков на один и тот же

10

ми 9.

Бурение скважины колонковым долотом осуществл етс  путем его вращени  при одновременном создании осевой нагрузки. При этом, благодар  смещению осей одна - относительно другой, вооружение шарошек оказывает динамическое воздействие на породу , что повышает эффективность разрушени  хрупких пород, а за счет расположени  осей шарошек и цапф под острым углом одна к другой все зубки периферийного Q венца наружной шарошки посто нно выход т на диаметр скважины, а зубки внутреннего венца кернообразуюших шарошек - на диаметр керна, что повышает эффективность разрушени  горной породы, образовани  скважины необходимого диаметра, улучшает услови  кернообразовани  и увеличивает проходку на долото. Ударные элементы 8 долота периодически вступают в контакт с породой, разруша  забойную рейку , образованную зубками 9. Разбуренна  порода выноситс  с помощью промывочной жидкости, поступающей на забой по каналам 2.

При разбуривании более м гких пластичных горных пород зубки 8, а соответственно и ударные элементы 9, внедр ютс  в породу дг на большую глубину, повыша  эффективность разрушени  забо . При этом стойкость ударных элементов приближаетс  к стойкости вооружени  шарошек за счет дискретного режима работы.

где а

Долото состоит из корпуса 1 с промывочными каналами 2, внутренней секции 3, ,5 диаметр.

на цапфах которой установлены кернообра-Рассмотрим треугольник A2CiAi и трезующие шарошки 4, накладок 5, наружных угольник AiCA2:AiC 2е; AiA2 2e/tgp; секций 6 со скважинообразующими шарошка . .„

ми 7, ударных элементов 8, установленных A|Ci ёш, tga -г-т-s-г на внутренней секции и накладках. Все ша- Р

рошки оснащены твердосплавными зубка- 20 откуда а arctg j f о ми qaiutgp

угол наклона оси шарошки к оси цапфы, град;

duj -диаметр шарошки по вершинам зубков периферийного (дл  скважино- образующих шарошек) или внутреннего (дл  кернообразующих шарошек ) венца, м;

Р -угол наклона оси цапфы к оси вращени  долота, град;

е - рассто ние между точками пересечени  осей цапфы и шарошки с плос40

костью, проведенной через вершины зубков периферийного (дл  сква- жинообразующих шарошек) или внутреннего (дл  кернообразуюших шарошек) венца, м.

Величина е задаетс  изначально и определ етс  тем, какую амплитуду вертикальных перемещений необходимо сообщить долоту дл  наиболее эффективного разрушени  забо .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Колонковое долото, содержащее корпус с шарошками, установленными на цапфах и расположенные между шарошками ударные элементы, причем шарошки установлены на цапфах со смещением осей одна относительно другой, а ударные элементы жестко св заны с корпусом, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  выноса керна за

   При повороте шарошки на 180° минималь- 50 улучшени  условий его формировани , но удаленный от оси цапфы В-В (ось враше- также повышени  проходки на долото, оси

   шарошек и цапф расположены под острым углом одна к другой, определ емым из слени  шарошки) зубок переместитс  из точки А в точку AI, отойд  от стенки скважины или образующей керна на некоторое рассто ние (фиг. 3). Отрезок AiA2 параллелен оси В-В. Таким образом, точка АЗ, обра- 55 зованна  пересечением данного отрезка с образующей стенки скважины или керна, находитс  от оси В-В на том же рассто дующего математического выражени 

   где а -угол наклона оси шарошки к оси цапфы, град;

   НИИ, что и точка AI, и  вл етс  точкой, в которую должен приходить зубок, минималь- но удаленный от оси В-В при повороте шарошки на 180°, чтобы как данный зубок, так и все зубки венца выходили при вращении шарошки на диаметр скважины или керна. При этом максимально удаленный от оси В-В зубок описывает траекторию, проекци  которой на вертикальную плоскость есть отрезок CCi.

   Следовательно, отрезок A2C| есть проекци  на вертикальную плоскость венца шарошки , выполненного симметрично оси шарошки Н -Н и удовлетвор ющего услови  выхода всех его зубков на один и тот же

   диаметр.

   где а

   костью, проведенной через вершины зубков периферийного (дл  сква- жинообразующих шарошек) или внутреннего (дл  кернообразуюших шарошек) венца, м.

   Величина е задаетс  изначально и определ етс  тем, какую амплитуду вертикальных перемещений необходимо сообщить долоту дл  наиболее эффективного разрушени  забо .

   Формула изобретени 

   Колонковое долото, содержащее корпус с шарошками, установленными на цапфах и расположенные между шарошками ударные элементы, причем шарошки установлены на цапфах со смещением осей одна относительно другой, а ударные элементы жестко св заны с корпусом, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  выноса керна за

   дующего математического выражени 

   где а -угол наклона оси шарошки к оси цапфы, град;

   диаметр шарошки по вершинам зубков периферийного (дл  скважино- образующих шарошек) или внутреннего (дл  кернообразующих шарошек ) венца, м;

   угол наклона оси цапфы к оси вращени  долота, град;

   - рассто ние между точками пересечени  осей цапфы и шарошки с плоскостью, проведенной через вершины зубков периферийного (дл  скважинообразуюших шарошек) или внутреннего (дл  кернообра- зуюших шарошек) венца, м.

   Фи1.1

   Фиг.

   Составитель В. Никулин

   Редактор А. КозоризТехред И. ВересКорректор И. Эрдейи

   Заказ 5323/28Тираж 533Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

   113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4