Буровое шарошечное долото

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИСПУБ ЛИК 119) 11 2 В 10/3.Ил твеев Г я скважиНедра с. 111,98 Т й буро долгоения всти р ра5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) Н.А.Жидовцев, И Г.И.Матвеев, Э.С.Гин У.Н,Якимчук и В,Н.Ма (53) 622.24,05155 ( (56) Масленников И.К Инструмент для бурен Справочное пособие, с, 300, рис. 198 е,Там же, с. 164, ри(54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛ,(57) Изобретение относитсятехнике и позволяет повыситвечность долота за счет снижрации и обеспечения возможнты без подцолотного калибррошки 4 с калибрующим конус тановлены на лапах 1 на опорах. зырьки спинок (С) 2 лап 1 армировань износостойкими элементами, По всей длине С 2 имеет цилиндрическую форму и диаметр, равный номинальному диаметру долота. Передняя кромка С 2 имеет режущий элемент (РЭ) 7, Оно установлен под углом 3-5 к образующей цилиндра, что снижает уровень вибрации долота и колонны. Цилиндрическая поверхностьС 2 армирована износостойкими поясками (ИП) 8. Они расположены по спирали с перекрытием на каждой лапе 1, Между РЭ 7 и 1 П 8 выполнена шламоотводящая канавка 9. Вдоль передней кромки лапы 1 выполнено углубление. Каждый РЭ 7 выполнен в виде пластины с поперечными канавками, Пластины жестко закреплены в углублении, Положительные углы наклона РЭ 7 и ИП 8 улучшают подъем шлама в наддолотное пространство, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.1 , 130529Изобретение относится к долотостроению и используется при бурении нефтями ных и газовых скважин в слабосцемен,тированных и средней твердости породах, 5Целью изобретения является повышение долговечности .долота за счет снижения вибраций и обеспечение возможности работы без наддолотного калибратора. 10На фиг.1 - долото, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З- зависимость величины вибрации от угла установки режущей кромки.Долото содержит лапы 1, спинки 2 15 которых армированы износостойкими элементами 3, и установленные на лапках 1 шарошки 4 с калибрующим конусом 5. Спинка 2 лапы 1 по всей длине выполнена цилиндрической и 20 имеет диаметр, равный номинальному диаметру долота передняя кромка Ь спинки 2 снабжена режущим элементом 7, установленным под углом 3-5 к,Ф образующей цилиндра, а цилиндрическая поверхность спинки 2 армирована износостойкими поясками 8, расположенными по спирали с перекрытием друг друга, при этом между режущими элементами 7 и спиральными поясками 8 30 выполнена шламоотводящая канавка 9. Износостойкие пояски 8 могут представлять собой наплавки износостойкими материалами, либо установленные по спирали и впрессованные в тело ла пы твердосплавные. зубки.Вдоль передней кромки Ь лапы 1 может быть выполнено углубление 10, а режущий эпемент 7 может представ" 40 лять собой пластину 11, жестко закрепленную в углублении 10, при этом на поверхности пластины выполнены поперечные канавки 12.Долото работает следующим образом. 45При бурении калибрующий конус 5 шарошки 4 образует номинальный ди.аметр скважины. В это время спинки, лап 1 не участвуют в процессе формирования стенок скважины. Однако с износом вооружения диаметр образуемой скважины уменьшается, вступает в работу калибрующая спинка долота. При этом диаметр скважины долго сохраняет свои номинальные параметры. Установка режущих элементов 7 под углом 3-5 ф к образующей цилиндра вызвана необходимостью снижения уров 5 2ня вибраций, возникающих на долотеи колонне при работе долота.Угой установки 3-5 определенэкспериментально. На стенде, позволяющем проводить бурение на блокахи одновременно производить измерениевибраций на колонне, отрабатываютсяопытные долота с различными угламиустановки.При испытанияхрежущие элементы 7устанавливаются на спинке лапы подразличными углами к образующей цилиндрической поверхности спинки лапы и при работе измеряется величина(частота и амплитуда) вибраций. Прииспытаниях, когда долото полностьюпогружается в разбуриваемый блок,наблюдается два типа вибраций: высокочастотная, возникающая от действия вооружения на забой, с практически не изменяющейся амплитудой впроцессе бурения и низкочастотная,возникающая от действия вертикальнорасположенного режущего элемента напороду стенок скважины, при этомамплитуда низкочастотных вибрацийтем выше, чем ближе к вертикали уголустановки режущего элемента.На фиг.3 приведена зависимостьуровня низкочастотных вибраций кривая обработана, т.е. отделены и неприводятся уровни высокочастотнойвибрации),На графике видно, что при работе долота с различными углами устано" вок режущего элемента изменяется величина вибраций (принята относительная величина амплитуды, т.е. отнесенная к номинальному диаметру долота), Наблюдается максимум амплитуды при угле установки, близком к нулю, с увеличением угла установки к положительным углам (если принять режущий элемент, как часть спирали - правое направление спирали) и отрицательным левое направление спи" рали), относительная величина ампо литуды снижается и при углах 3-5 уровень амплитуд стабилизируется, В данной конструкции принят положительный угол наклона, так как в этом случае при вращении долота по часовой стрелке улучшен подъем отбуренного шлама в надцолотное пространство. Такое же направление имеют и спиральные пояски. Это можно объяснить резонансными явлениями, возникающими при работе долота при13052 А ФФВВЭЛЮЬНВФенпливуй и мл ооиыаненю ремуцвсо меемяа4 Ьа 8 Составитель С Л.ехред В, Кадар исов рректор едактор Н,Лазаренк окосо Тираж 533НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб.,ПодписССР Заказ 1393 27 изводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 повторных контактах лезвия режущегоэлемента о след, оставленный привибрации предыдущим режущим элементом. 5формула изобретения 1. Буровое шарошечное долото, содержащее лапы со спинками, козырьки которых армированы износостойкими 10 элементами, и установленные на лапах посредством опор шарошки с калибрующим конусом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности долота за счет снижения 15 вибрации и обеспечения возможности работы без наддолотного калибратора, спинка лапы по всей длине имеет ци 95 4линдрическую форму и диаметр, равный номинальному диаметру долота, передняя кромка спинки лапы снабжена режущим элементом, установленным под углом 3-5 к образующей цилиндра, а цилиндрическая поверхность спинки армирована износостойкими поясками, расположенными по спирали с перекрытием на каждой лапе, при этом между режущим элементом и поясками выполнена шламоотводящая канавка,2. Долото по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что вдоль передней кромки лапы выполнено углубление, а режущий элемент выполнен в виде пластины, жестко закрепленной в углублении, и имеющей поперечные канавки.