Колонковое долото

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 135388 ц 4 Е 21 В 10/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕКИ СО О Фиг.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники(57) Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить вынос керна за счет улучшения условий его формирования. Долото имеет корпус 1 со скважинообразующими шарашками (СШ) 7 и кернообразующими шарошками (КШ) 4, установленные на цапфах (Ц) со смещением осей одна относительно другой. Оси СШ 7, КШ 4 и Ц расположены под острым углом а одна к другой. Этот угол определяется из математического выражения агс 1 д 2 е/д 1 д, где е - расстояние между точками пересечения осей Ц и шарошек 4 с плоскостью, проведенной через вершины зубков 9 периферийного (для СШ ) или внутреннего (для КШ 4) венца, м; дш - диаметр СШ 7 по вершинам зубков 9 периферийного венца или внутреннего - для КШ 4, м; р - угол наклона оси Ц к оси вращения долота, град. Между КШ 4 и СШ 7 расположены ударные элементы 8, жестко связанные с корпусом 1.За счет смещения осей Ц и КШ 4 и СШ 7 их вооружение оказывает динамическое воздействие на породу, эффективно разрушая хрупкие породы. Расположение осей СШ 7 и КШ 4 и Ц под углом а позволяет постоян- а но выходить на диаметр скважины всем зуб-кам 9 периферийного венца СШ 7. При этом ф,у зубки 9 внутреннего венца КШ 4 выходят на М Р диаметр керна. Это повышает эффективность образования скважины нужного диаметра.3 ил.Юкость ударных элементов приближается к стойкости вооружения шарошек за счет дискретного режима работы.При повороте шарошки на 180 минималь но удаленный от оси цапфы В - В (ось вращения шарошки) зубок переместится из точки А в точку А, отойдя от стенки скважины или образующей керна на некоторое расстояние (фиг. 3), Отрезок А 1 А параллелен оси В - В. Таким образом, точка Аъ образованная пересечением данного отрезка с образующей стенки скважины или керна, находится от оси В - В на том же расстоя 55 Изобретение относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему инструменту, предназначенному для бурения сотбором керна.Цель изобретения - повышение выносакерна за счет улучшения условий его формирования, а также повышение проходки надолото.На фиг. 1 представлено колонковое долото, общий вид, разрез; на фиг, 2то же, вид со стороны рабочего торца; нафиг. 3 - схема работы периферийного венца скважинообразующей и внутреннего венца кернообразующей шарошек.Долото состоит из корпуса 1 с промывочными каналами 2, внутренней секции 3,на цапфах которой установлены кернообразующие шарошки 4, накладок 5, наружныхсекций 6 со скважинообразующими шарашками 7, ударных элементов 8, установленныхна внутренней секции и накладках. Все шарошки оснащены твердосплавными зубками 9,Бурение скважины колонковым долотом осуществляется путем его вращения приодновременном создании осевой нагрузки.При этом, благодаря смещению осей однаотносительно другой, вооружение шарошекоказывает динамическое воздействие на породу, что повышает эффективность разрушения хрупких пород, а за счет расположения осей шарошек и цапф под острым углом одна к другой все зубки периферийноговенца наружной шарошки постоянно выходят на диаметр скважины, а зубки внутреннего венца кернообразующих шарошек -на диаметр керна, что повышает эффективность разрушения горной породы, образования скважины необходимого диаметра,улучшает условия кернообразования и увеличивает проходку на долото. Ударные элементы 8 долота периодически вступают вконтакт с породой, разрушая забойную рейку, образованную зубками 9. Разбуреннаяпорода выносится с помощью промывочной жидкости, поступающей па забой поканалам 2.При разбуривании более мягких пластичных горных пород зубки 8, а соответственнои ударные элементы 9, внедряются в породу 45на большую глубину, повышая эффективность разрушения забоя. При этом стойнии, что и точка Аь и является точкой, вкоторую должен приходить зубок, минимально удаленный от оси В - В при повороте шарошки на 180, чтобы как данный зубок, таки все зубки венца выходили при вращениишарошки на диаметр скважины или керна.При этом максимально удаленный от осиВ - В зубок описывает траекторию, проекциякоторой на вертикальную плоскость есть отрезок СС 1.Следовательно, отрезок АС есть проекция на вертикальную плоскость венца шарошки, выполненного симметрично оси шарошки Н - Н и удовлетворяющего условия выхода всех его зубков на один и тот жедиаметр.Рассмотрим треугольник АС 1 А 1 и треугольник АСА.А 1 С= 2 е; А 1 А=2 е/1 д;АС = С 1 А С - 1 К - дАА 2 е1дш 1 д2 еоткуда а = агс 1 дошЯРгде а - угол наклона оси шарошки к осицапфы, град;А - диаметр шарошки по вершинам зубков периферийного (для скважинообразующих шарошек) или внутреннего (для кернообразующих шарашек) венца, м;р - угол наклона оси цапфы к оси вращения долота, град;е - расстояние между точками пересечения осей цапфы и шарошки с плоскостью, проведенной через вершины зубков периферийного (для скважинообразующих шарошек) иливнутреннего (для кернообразующихшарошек) венца, м.Величина е задается изначально и определяется тем, какую амплитуду вертикальных перемещений необходимо сообщить долоту для наиболее эффективного разрушения забоя,Формула изобретенияКолонковое долото, содержащее корпус с шарошками, установленными на цапфах и расположенные между шарошками ударные элементы, причем шарошки установлены на цапфах со смещением осей одна относительно другой, а ударные элементы жестко связаны с корпусом, отличающееся тем, что, с целью повышения выноса керна за счет улучшения условий его формирования, а также повышения проходки на долото, оси шарошек и цапф расположены под острым углом одна к другой, определяемым из следующего математического выражения2 еа= агс 1 д,)ш Яргде а - угол наклона оси шарошки к оси цапфы, град;Составитель В. НикулиТехред И. ВересТираж 533о комитета СССР по делам ива, Ж - 35, Раушская набфическое предприятие, г. Ужг н Корректор И. Эрдейи Подписноезобретений и открытий Редактор А. Козориз За каз 5323/28 ВНИИПИ Государственно 113035, Мос Производственно-полиград. 4/5од, ул. Проектна зд - диаметр шарошки по вершинам зубков периферийного (для скважинообразующих шарошек) или внутреннего (для кернообразующих шарошек) венца, м;5 р - угол наклона оси цапфы к оси вращения долота, град; е - расстояние между точками пересечения осей цапфы и шарошки с плоскостью, проведенной через вершины зубков периферийного (для скважинообразующих шарошек) или внутреннего (для кернообразующих шарошек) венца, м,