Патент на изобретение №2166609
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ТВЕРДОСПЛАВНЫЙ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ЗУБОК БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА
(57) Реферат: Изобретение применяется в буровых шарошечных долотах при бурении скважин с промывкой забоя глинистым раствором, водой или с продувкой забоя воздухом или газом. Твердосплавный породоразрушающий зубок бурового шарошечного долота состоит из цилиндрического хвостовика и рабочей головки, которая выполнена в виде сопряжения выпуклой криволинейной поверхности и конуса. Угол конусности находится в интервале 25    < 27 и определяется по формуле = atc tgD/2(H3-H2), град., где D – диаметр хвостовика зубка, мм; H3 – высота от основания зубка до пересечения образующих конической части его головки, мм; H2 – высота хвостовика зубка, мм. При применении буровых долот с твердосплавными породоразрушающими зубками с оптимальными геометрическими параметрами головки зубка значительно улучшаются показатели их работы (стойкость, проходка и механическая скорость бурения). 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области буровой техники, а именно к буровому шарошечному долоту. Известны буровые шарошечные долота, имеющие в качестве вооружения шарошек твердосплавные зубки с породоразрушающей поверхностью, выполненной в виде конуса и двойного конуса (1) или со сферической вершиной (2), а также в виде комбинации этих поверхностей (3). Преимуществом биконической формы породоразрушающей части зубка является более медленный темп роста поверхности контакта с породой при внедрении, кратно больший объем выкола породы за единичное внедрение при одинаковой нагрузке. Недостаток биконической формы головки зубка – недостаточно высокая стойкость концевого (наружного) конуса, приводящая к быстрому его затуплению или поломкам, что снижает показатели бурения. Преимуществом сферической формы породоразрушающей части зубка является ее высокие прочностные свойства, недостатком – очень быстрый темп прироста поверхности контакта с породой, даже при малом внедрении, ведущий к такому же быстрому снижению удельной нагрузки под зубком и механической скорости бурения. В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) может быть принят твердосплавный породоразрушающий зубок бурового шарошечного долота с рабочей головкой, имеющей торовидную поверхность, переходящую в конусную (3). Целью настоящего изобретения является установление оптимального соотношения размеров породоразрушающей поверхности зубков, увеличение их стойкости и механической скорости проходки бурового шарошечного долота. Отличительная особенность предлагаемого зубка состоит в том, что рабочая головка, выполненная в виде сопряжения конуса и выпуклой криволинейной поверхности, например, сферической с углом конусности и наибольшим радиусом R, обеспечивает замедленное нарастание величины контактной площади зубка с породой при оптимальном угле конусности.
За счет перехода выпуклой поверхности вершины в конусную при определенных соотношениях параметров этих поверхностей обеспечиваются высокие прочностные свойства зубка при его достаточном выступании (вылете) над телом шарошки и повышение удельного давления на породу.
Установленные экспериментально геометрические параметры породоразрушающей поверхности зубка имеют следующие оптимальные соотношения:Угол конусности головки зубка лежит в интервале 25 < 27 и определяется по формуле: где D – диаметр хвостовика зубка, мм; H3 – высота от основания зубка до пересечения образующих конической части его головки, мм; H2 – высота хвостовика зубка или полная высота зубка без высоты его головки (H2 = H1 – h), мм. Отношение высоты головки зубка h к наибольшему радиусу криволинейной поверхности R находится в пределах: 0,82 h/R 1,22На чертеже изображен породоразрушающий зубок бурового шарошечного долота, состоящий из хвостовика 1 цилиндрической формы и рабочей головки 2. Преимуществом зубка с предлагаемыми геометрическими параметрами является возможность обеспечения при достаточной прочности зубков большего вылета (выступания) их над телом шарошки, что позволяет вооружению шарошек с предлагаемыми зубками более эффективно разрушать породу, а также улучшить возможность очистки забоя воздухом или другим агентом. Данное изобретение может быть применено в буровых шарошечных долотах, предназначенных для бурения взрывных скважин в горнорудной промышленности, а также для бурения нефтяных и газовых скважин. Возможность осуществления изобретения подтверждается успешными стендовыми и промысловыми испытаниями опытных образцов буровых долот, изготовленных с применением породоразрушающих зубков по данному изобретению. Источники информации 1. Патент США N 3137355, кл. 175-374, опубликован 1964 г. 2. Авторское свидетельство СССР N 446622, кл. E 21 В 10/16, опубликовано в 1974 г. 3. Авторское свидетельство СССР N 1344888, кл. E 21 B 10/16, опубликовано в 1987 г. Формула изобретения
< 27 и определяется по формуле где D – диаметр хвостовика зубка, мм; Н3 – высота от основания зубка до пересечения образующих конической части его головки, мм; Н2 – высота хвостовика зубка, мм. 2. Зубок по п.1, отличающийся тем, что отношение высоты головки зубка h к наибольшему радиусу криволинейной поверхности R находится в пределах 0,82 h/R1,22,где h – высота головки зубка, мм; R – наибольший радиус криволинейной поверхности, мм. РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 10.12.2000
Номер и год публикации бюллетеня: 34-2002
Извещение опубликовано: 10.12.2002
NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Номер и год публикации бюллетеня: 20-2004
Извещение опубликовано: 20.07.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
