Шарошка бурового долота (варианты)
DRILLING BIT ROLLING CUTTER (OPTIONS)

Изобретение относится к буровым шарошечным долотам, а именно к их шарошкам.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является шарошка бурового долота, содержащая кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, при этом центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки (SU 428076, МПК Е21В 10/16, 15.05.1974).
Конструкция указанной шарошки долота не позволяет полностью использовать режущие и ударные возможности твердосплавного вооружения. Все нагрузки воспринимаются одной стороной твердосплавных вставок и окружающей их частью шарошек, куда запрессованы вставки, при этом противоположная сторона в работе не участвует.
В связи с вышеизложенным, технический результат изобретения - увеличение производительности и повышение долговечности вооружения шарошки и долота в целом путем более надежного крепления вставок.
Указанный технический результат решается тем, что в шарошке бурового долота, содержащей кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки, центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину, равную половине диаметра вставки, а точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки.
Согласно второму варианту в шарошке бурового долота, содержащей кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки, центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину S, равную половине диаметра вставки, а точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки на величину К, причем выполняется условие К=S.
Согласно третьему варианту в шарошке бурового долота, содержащей кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками, центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности с центром, расположенным на оси шарошки, центр указанной части окружности смещен от оси вставки центрального венца в сторону вершины шарошки на величину S, равную половине диаметра вставки, а точка пересечения оси вставки с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки на величину К, причем выполняется условие К>S.
На фиг. 1 показана описываемая шарошка.
Буровое шарошечное долото включает лапы 1 с цапфами, на которых смонтированы шарошки 2 с помощью подшипников 3.
Шарошка 2 бурового долота содержит кольцевые венцы с цилиндрическими твердосплавными вставками 4, при этом центральный венец выполнен в поперечном сечении в виде части окружности (с радиусом R) с центром, расположенным на оси шарошки. Центр указанной части окружности смещен от оси вставки 4 центрального венца в сторону вершины шарошки на величину S, равную половине диаметра вставки 4. Точка пересечения оси вставки 4 с образованной частью окружности смещена от середины длины указанной части окружности в сторону периферии шарошки на величину К (см. фиг. 1). Благодаря такому расположению (смещениям S и К) сторона 5 центрального венца, которая воспринимает действие вертикальных нагрузок со стороны забоя, имеет большую толщину и большую прочность, а сторона 6, которая не воспринимает действие указанных нагрузок, имеет меньшую толщину и меньшую прочность. Величина S зависит от угла наклона α профиля плоскости забоя к горизонтали. Для оптимальной работы шарошки должно выполняться условие К=S, тогда распределение нагрузок по сторонам 5 и 6 венца будет наиболее оптимальным. Для гарантированной стойкой и долговечной работы шарошки должно выполняться условие К>S, тогда вертикальные нагрузки со стороны забоя гарантированно не повлияют на стойкость стороны 5 венца, однако в этом случае отмечается перерасход материала корпуса шарошки. В любом случае, выбор соотношений величин К и S зависит от требуемых условий работы шарошки и может быть подобран, исходя из указанных выше соображений.
В процессе работы усилия направлены на упрочненную стенку 5 венца, которая имеет увеличенные габаритные размеры и поэтому легко воспринимает усиленные ударные нагрузки без значительных деформаций, что обеспечивает надежное удержание зубков в их цилиндрических отверстиях, а следовательно, позволяет повысить производительность. При сверлении гнезд под вставки на указанном центральном венце, как наиболее нагруженном, их входная кромка получается кольцевой. Это исключает перекос зубков в начальный момент запрессовки и повышает прочность их крепления в гнезде.