Шарошка бурового долота

(51)5 Е 21 В 10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 973779, кл. Е 21 В 10/16, 1980.54) ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА(57) Изобретение относится к буровым шарашечным долотам. Цель - увеличение долговечности шарошки эа счет повышениястойкости зубьев. Шарошка содержит накаждом иэ своих венцов четное количествофрезерованных асимметричных клиновидных зубьев 1 - 4, Биссектрисы 5 углов при вершинах в каждой паре зубьев 1 и 2, 3 и 4) образуют угол а= 720/и, где и - количество зубьев на венце. Биссектрисы углов при вершинах смежных зубьев 2 и 3 между парами - параллельно друг другу, В процессе работы зубья на венце при перекатывании под нагрузкой по поверхности забоя испытывают только две фазы нагружения: изгиб - осевое сжатие, в отличие от известных долот; где зубья испытывают три фазы нагружения: иэгиб - осевое сжатие - изгиб. Это значительно повышает стойкость зубьев, так как ликви, дируется наиболее опасная форма деформации материал - изгиб и, следовательно, повышается долговечность шарошки, 1 ил.Изобретение относится к буровым шарошечным долотам,Цель изобретения - увеличение долговечности шарашки путем повышения стойкости зубьев,На чертеже схематически представлен фрагмент шарашки бурового. долота.Шарошка бурового долота содержит на каждом из своих венцов четное количество фрезеровальных асимметричных клиновидных зубьев 1 - 4, Биссектрисы 5 углов при вершинах в каждой паре зубьев (2 и 1, 3 и 4)720образуют угол а - , где п - количествоизубьев на венце, а биссектрисы углов при вершинах смежных зубьев 2 и 3 между парами параллельны одна другой,Шарошка предлагаемой конструкции работает следующим образом,В процессе вращения долота под осевой нагрузкой зубья венцов шарошек при перекатывании по поверхности забоя,испытывак)т ударно-циклические знакопеременные динамические нагрузки,При этом в предлагаемой конструкции шарошки зубья в пределах венца при перекатывании под нагрузкой по поверхности забоя испытывают только две фазы нагружения; изгиб-осевое сжатие в отличие от трех фаз нагружения зубьев в шарошках известных долот. изгиб-осевое сжатие-изгиб, что повышает стойкость зубьев в новой конструкции шарошки, так как ликвидируется наиболее основная форма деформации материала - изгиб,В момент контакта в породой зубья 2 и 3, биссектрисы 5 углов при вершине которых расположены под углом а = ., испытывают динамические изгибающие нагрузки от действия реакции забоя Ваабоя. направление которой не совпадает с направлением биссектрис КО и аО , При дальнейшем вращении шарошки М зуб 4 открывается от поверхности забоя, а зуб 3 подходит к вертикальному положению.В момент принятия зубом 3 вертикального положения зуб 2, биссектриса которого параллельна биссектрисе угла при ве ршине зуба 3, также занимает вертикальное положение. В этой фазе нагружения зубья 2 и 3 испытывают осевое сжатие, так как реакция забоя йаабоа направлена вдоль биссектрис. В следующий момент зуб 3 выходит из контакта с поверхностью забоя и третья фаза нагружения для зуба 3 не наступает. Таким образом, зуб 3 входит в контакт с забоем, 35 Формула изобретения Шарошка бурового долота, содержащая 45 фрезерованные ассиметричные клиновидные зубья, расположенные на венцах, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения долговечности шарошки за счет повышения стойкости зубьев, шарашка 50 выполнена на каждом венце с четным количеством зубьев, биссектрисы углов, при вершинах которых в каждой паре образуют угол720,а =, где и - количество зубьев на венице, а биссектрисы углов при вершинах смежных зубьев между парами параллельны. 5 10 15 20 25 30 начиная работать на изгиб, При дальнейшем вращении шарашки зуб 3 работает на осевое сжатие и далее выходит из контакта с забоем, т,е. имеем только две фазы нагружения для зуба 3.Аналогичная картина в отношении зуба 2. Зуб 2 работает на осевое сжатие, При вращении шарошки эуб 2 занимает положение зуба 4 и начинает работать на изгиб (вторая фаза нагружения), В следующей момент зуб выходит из контакта с забоем, т.е. третья фаза нагружения отсутствует.При реализации изобретения в конструкции шарошки меняется угол встречи с поверхностью забоя смежных зубьев, Так, для зуба 3 угол у 1 встречи с породой меньше по величине, чем угол у 2 встречи с породой зуба 2, т.е, зуб 3 несколько придавливает частицы разрушаемой породы обратно к забою, Этот нежелательный эффект можно компенсировать увеличением шага зубьев 3 и 4(шаг т 1) по сравнению с шагом т 2 зубьев 2 и 3. Такое соотношение шагов О и 12 ставит зубья 2 - 4 в одинаковые условия с точки зрения эффективности разрушения горной породы, так как увеличение шага т 1 повышает скорость встречи зуба 3 с забоем и, следовательно, силу динамического удара по сравнению с зубом 2, что компенсирует разницу в величинах углов с)1 (У 21 = Й 1 ш11 ) ч 2 - ЙЭш12, так как 11 ) 12 . Переменный шаг зубьев в этом случае также дает положительный элемент, так как предотвращает образование рейки на забое скважины в зоне работы венца, совершающего практически чистое качение (как правило, это средний венец шарошки).