ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА

Полезная модель относится к области горного дела, к породоразрушающему инструменту для бурения скважин, а именно к долотам шарошечного типа.
Известны шарошки буровых долот, оснащенные зубками с клиновидными кромками (А.с. СССР №420749, МПК Е 21 b 9/10 опубл. 25.03.74 г.)
Недостатком известных устройств является низкая эффективность перемежающихся по твердости горных пород.
Известна также шарошка буровых долот, содержащая конический корпус с венцами на наружной поверхности из чередующихся зубцов со сферической и клиновидной поверхностями (А.с. СССР №456885, МПК Е 21 b 9/10 опубл. 15.01.75 г.)
Недостатком этого устройства, выбранного нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является низкая эффективность разрушения горных пород вдавливанием.
Задачей, решаемой использованием заявляемой полезной модели, является повышение эффективности разрушения горных пород путем рационального размещения породоразрушающих зубцов в шарошке.
Техническая сущность решения заключается в том, что в известной шарошке бурового долота, содержащей конический корпус с венцами на наружной поверхности из чередующихся зубцов со сферической и клиновидной поверхностями, зубцы посажены наклонно в сторону вращения относительно нормали к поверхности венца, причем, угол посадки варьируется от 0° до 30° в зависимости от твердости буримых горных пород, и чередуются вдоль образующей конуса шарошки.
На чертежах представлены: на фиг.1 - фрагмент вида шарошки вдоль оси; на фиг.2 - схема взаимодействия зубца с горной породой.
Шарошка содержит корпус 1, на наружной поверхности которого выполнены венцы 2 с равным количеством сферических и клиновидных, наклоненных в сторону вращения под углом посадки Ф, вставных зубцов соответственно 3 и 4, которые чередуются, как по окружности венца, так и вдоль образующей корпуса 1.
Угол посадки Ф изменяется от 0° до 30° в зависимости от твердости буримых горных пород: в мягких - 30°; в крепких - 0°.
Зубцы 4 имеют клиновидную вершину с углом Y.
Шарошка бурового долота работает следующим образом.
При попадании сферического зубца в породу, он создает в ней нормальные напряжения и трещины, которые с успехом разрываются наклонным зубцом, идущим следом за сферическим.
Чередование зубцов вдоль образующей позволяет сосредоточить осевую нагрузку на сферических зубцах.
Эффективность такого расположения породоразрушающих зубцов гарантирует создание в горной породе наряду с нормальными касательных напряжений, обеспечивающих деформацию сдвига упруго-пластического тела, коим является горная порода, и, соответственно, повышает разрушающую способность шарошки и всего долота в целом.
Касательные напряжения создаются поворотом зубца 4, входящего в горную породу под углом Λ, близким к прямому, таким образом, что угол Λ увеличивается от 90° практически до 120°.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
1. Повышение эффективности разрешения горных пород.
2. Повышение проходки на долото.