БУРОВОЕ ДОЛОТО

Полезная модель относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту для бурения скважин различного назначения.
Известны буровые долота, содержащие корпус с дисковыми шарошками, смещенными по отношению друг к другу, внутренние обоймы подшипников которых выполнены в виде замковых втулок ( Авторское свидетельство СССР № 403839, МКИ Е 21 В 9/14, опубл. 26.10.1973г. ).
Недостатком известных долот является невозможность многократного использования корпуса из-за того, что при выходе из строя какого-либо узла долото не может быть отремонтировано неразрушающими методами.
Известно также буровое долото, содержащее пирамидальный усеченный корпус в виде лопасти узким торцом вниз, с размещенными на противоположных гранях шарошками, с закрепленными в корпусе цапфами, смещенными вдоль граней в сторону, совпадающую с направлением вращения, до выхода кромок шарошек за пределы корпуса, и гидромониторным насадком на торце (Патент РФ № 2014412 МПК 5: Е 21 В 10/12, опубл. 15.06.94г. - прототип).
Недостатком известного устройства, выбранного нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является низкая эффективность вследствие удаленности гидромониторных насадок от плоскости забоя. При этом, известное расположение шарошек не позволяет эффективно разрушать забой, сложенный мягкими породами.
Задачей, решаемой использованием предлагаемой полезной модели является
повышение эффективности бурения.
Техническая сущность заявляемого решения заключается в том, что в известном буровом долоте, содержащем пирамидальный усеченный корпус в виде лопасти узким торцом вниз, с размещенными на противоположных гранях шарошками, с закрепленными в корпусе цапфами, смещенными вдоль граней в сторону, совпадающую с направлением вращения, до выхода кромок шарошек за пределы корпуса, и гидромониторным насадком на торце, шарошки выполнены сборными дисковыми со сферической наружной поверхностью, а насадок выполнен щелевым вдоль длинной оси лопасти.
Выполнение шарошек дисковыми позволяет использовать их плоскую поверхность, развернутую под утлом к забою вдоль грани призматической лопасти, в качестве поворачивающейся лопасти, что способствует улучшению условий разрушения мягких горных пород и улучшению условий очистки забоя от шлама.
Снабжение цапф головками с радиально-упорными подшипниками способствует удерживанию шарошек на цапфе при бурении.
Смещение цапф к периферии лопасти вдоль грани в сторону, совпадающую с направлением вращения долота до выхода дисков за пределы корпуса и пересечения осей цапф с осями втулок обеспечивает взаимодействие шарошек со стенками скважину и с забоем.
Выполнение гидромониторного насадка щелевым обеспечивает увеличение площади забоя, обрабатываемой нисходящим потоком бурового раствора.
Таким образом, указанная совокупность признаков обеспечивает выполнение поставленной цели.
На фиг.1 изображено предлагаемое буровое долото, фронтальная проекция с разрезом по шарошке; на фиг.2 - вид по А на фиг.1.
Долото состоит из цилиндрического корпуса 1, в верхней части центрального канала которого имеется резьба для крепления долота к бурильным трубам. Нижняя часть корпуса 1 выполнена виде усеченной пирамидальной лопасти 2 узким торцом вниз, на гранях которой размещены смещенные в направлении
вращения цапфы 3 с головками 4 и радиально-упорными подшипниками 5, взаимодействующими с беговыми дорожками 6 на головках 4 и с дисковыми шарошками 7 с породоразрушающими зубцами 8.
Цапфы 3 жестко соединены с корпусом 1 при помощи сварки. В корпусе 1 и в усеченной пирамидальной лопасти 2 вырезан щелевой гидромониторный паз 9, симметричный относительно продольной оси нижнего торца лопасти 2.
При бурении мягких пород дисковые шарошки 7 работают, как резцовые лопасти, эффективно разрушая горную породу, предварительно ослабленную воздействием бурового раствора, истекающего из гидромониторного паза 9. Тыльная поверхность дисковых шарошек 7, размещенных под углом к забою, способствует улучшению условий очистки забоя от шлама, а головки 4 цапф 3 надежно удерживают их на корпусе 1. Вращение шарошек 7 вокруг цапф 3 обеспечивает постоянную смену зубцов 8, контактирующих с забоем, охлаждение их, снижение степени износа и равномерность износа.
Технико-экономическая или иная эффективность
1. Повышение эффективности бурения мягких пород путем использования режима резания плоскими наклонными поверхностями дисковых шарошек и использования щелевого гидромониторного насадка, максимально приближенного к забою скважины.
2. Повышение ресурса долота вследствие совмещения в одной конструкции режущих и дробяще-скалывающих элементов, а также преимуществ одношарошечных долот.