БУРОВОЕ ДОЛОТО
DRILL BIT

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым долотам с с твердосплавным вооружением.
Известно буровое долото, включающее корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с цилиндрическими хвостовиками и сферической рабочей головкой (см. Масленников И. К. Справочник «Буровой инструмент». - М.: Недра, 1989, с. 84, рис. 2.1.32а).
К недостаткам данного долота следует отнести низкую проходку и малую скорость бурения.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с хвостовиками и рабочей головкой (см. авт.св. СССР №1344888, кл. Е21В 10/16,1987 г.).
Недостатком данного долота является малая эффективность из-за высокой энергоемкости процесса разрушения горных пород буровым инструментом, использующим вставки такой конструкции.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления вставок и, как следствие этого, - повышение эффективности работы бурового инструмента.
Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающем корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с хвостовиком и рабочей головкой, согласно изобретению рабочая головка во фронтальной плоскости выполнена в форме усеченного конуса с центральной выемкой, при этом усеченный конус образован торообразными кольцами, расположенными под углом к оси хвостовика и образующими между собой канавки для отвода шлама, при этом угол наклона торообразных колец совпадает с направлением вращения корпуса бурового долота.
Достижению указанного технического результата способствует также и то, что центральная выемка имеет цилиндрическую форму.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент бурового долота во фронтальной плоскости.
Буровое долото включает корпус 1 с отверстиями 2, в которых закреплены твердосплавные вставки 3 с хвостовиком 4 и рабочей головкой 5, имеющей во фронтальной плоскости форму усеченного конуса, образованного несколькими наклонно расположенными торообразными кольцами 6 с центральной выемкой 8 цилиндрической формы. У торообразных колец больший радиус R увеличивается в направлении от рабочей головки 5 к хвостовику 4, а меньший радиус - r - постоянен для всех торообразных колец 6. При этом наклонно расположенные торообразные кольца 6 образуют между собой канавки 7, служащие для отвода разрушенной породы, которая в пылеобразном состоянии плохо удаляется промывочной жидкостью и вследствие этого подвергается повторному измельчению. Это ведет к повышенному износу вставок 3 и снижению эффективности работы долота в целом. Угол наклона торообразных колец 6 совпадает с направлением вращения корпуса бурового долота, а величина угла наклона выбирается в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород.
В процессе работы бурового долота торообразные кольца 6 с центральной выемкой 8, имеющей цилиндрическую форму, кроме основной функции по разрушению породы выполняют также, по мере износа рабочей головки 5, функцию кольцевых концентраторов напряжений. Наличие концентраторов напряжений особенно полезно при разбуривании твердых и крепких пород. Под действием осевой нагрузки под торообразными кольцами вначале образуются напряженные зоны породы в виде полусферы с радиусом, равным большему радиусу торообразного кольца 6, а затем - коническая кольцевая полость. По мере увеличения нагрузки под торообразным кольцом начинают образовываться трещины, а затем происходит измельчение породы до порошкового состояния, которая удаляется посредством канавок 7.
Такое выполнение твердосплавных вставок позволяет повысить эффективность работы бурового долота в целом.