Долото для вращательного бурения

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТО У СВИДЕТЕЛЬСТВ неках, разнии мерз- ышенное(71) Институт сверхтвердых материаловАН УССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1627651, кл. Е 21 В 10/42, 1989.(54) ДОЛОТО ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ(57) Использование: вращательное бурениевечномерзлых грунтов, Сущность изобретения; долото содержит корпус с керноприИзобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотамдля вращательного бурения преимущественно мерзлых грунтов,Известны долота для вращательного бурения, содержащие корпус со шнеками, которые крепятся в прямоугольных пазахкорпуса и оснащаются твердосплавнымирезцами, наклоненными к лопасти забояпод углом 150,Резцы, расположенные на шрушают весь забой, что при бурелых грунтов вызывает повтепловыделение.Известно также долото для вращательного бурения, состоящее из корпуса и шнеков со скважинообразующими резцами.Для увеличения производительностибурения каждый последующий шнек по направлению, противоположному подъемуспирали транспортирующего шнека, выполнен с уменьшением высоты по отношению кпредыдущему, считая от шнека; сопряженного со спиралью транспортирующего шнеемнои полостью, шнеки, скважинообразующие и кернообразующие резцы, керноломатель, нижняя кромка которого наклонена к оси долота, Кернообразующие резцы установлены с опережением относительно скважинообразующих резцов. Керноломатель установлен своей нижней кромкой на уровне основания кернообразующих резцов. Отношение расстоячияот шнеков до нижнего торца скважинообразующих резцов к расстоянию В между смежными скважинообразующими, резцами находится в пределах 1-4. 1 ил 1 табл,В ка, За счетувеличения площади шламоотво- (Я дящих окон смежных шнеков достигается повышение производительности бурения.Недостатком известных долот для вращательного бурения является низкая эффективность при бурении сезонномерзлыхи талых грунтов вследствие того, что бурение указанных грунтов долотами со сплош ной схемой поражения забоя происходит СЬ интенсивное тепловыделение, Это вызыва- (Л ет размораживание грунта и его налипание ( ) на транспортирующие шнеки, что в условиях отрицательных температур приводит к прекращению процесса бурения,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является долото, предназначенное для вращательного бурения скважин в талых и мерзлых грунтах и содержащее корпус с керноприемной. полостью, закрепленные на корпусе шнеки, скважинсобразующие резцы, закрепленные на шнеках, размещенный в керноприемной полости керноломатель, нижняя кромка которого наклонена к оси долота, и кернообазующие резцы, установленные с опережением относительно- скважинообразующихрезцов. С целью расширения технологических возможностей в корпусе долота междушнеками выполнено боковое окно в виде 5винтовой прорези, угол подъема которой равен или превышает угол подъема шнеков,Известное долото обеспечивает эффективное бурение талых и мерзлых грунтов вслучае, если отсутствует налипание грунта 10на рабочие органы, В случае бурения пластичных сезонномерзлых грунтов происходит забивание грунтом керноприемнойполости и размораживание грунта.В результате эффективность процесса 15бурения снижается,Целью изобретения является повышение эффективности долота при бурении сезонномерзлых грунтов за счет уменьшенияих размораживания. 20Это достигается тем, что в долоте длявращательного бурения, содержащем корпус с керноприемной полостью, закреплен- .ные на корпусе шнеки, скважинообазующиерезцы, закрепленные на шнеках, размещенный в керноприемной полости керноломатель, нижняя кромка которого наклонена коси долота, и кернообразующие резцы, установленные с опережением относительноскважинообразующих резцов, согласно 30изобретению керноломатель установленсвоей нижней кромкой на уровне основаниякернообразующих резцов, причем отношение расстоянияот шнеков до нижнеготорца скважинообразующих резцов к расстоянию В между смежными скважинообразующими резцами находится в пределах 1 -4. В40 На чертеже изображено долото для вращательного бурения, общий вид,Долото содержит корпус 1 с кернопри емной полостью 2, закрепленные на корпусе 1 шнеки 3, скважинообразующие резцы 4, закрепленные на шнеках 3, размещенный в керноприемной полости 2 керноломатель 5, нижняя кромка которого наклонена к оси 50 долота,и кернообразующие резцы 6, установленные с опережением относительно скважинообразующих резцов 4. Керноломатель 5 установлен своей нижней кромкой на уровне основания кернообразующих рез цов 6, При этом отношение расстоянияот шнеков 3 до нижнего торца скважинообразующих резцов 4 к расстоянию В между смежными скважинообразующими резцами 4 находится в пределах 1 - 4. В Обоснование существенности заявляемого интервала содержит в таблице, в которой приведены результаты сравнительных испытаний долот при бурении сезонномерзлых грунтов на буровой машине МРК - 750. Частота вращения долота составляла 150 об/мин, при этом у долот изменялось отношение расстоянияот шнеков до нижнего торца скважинообразующих резцов к расстоянию В между смежными скважинообразующими резцами,Как видно из приведенных данных, использование предлагаемого долота обеспечивает более высокую скорость бурения по сравнению с прототипом при бурении сезонномерзлых грунтов, Применение известной конструкции долота приводит к забиванию грунтом керноприемной полости, что снижает эффективность бурения,Долото работает следующим образом, В процессе бурения на долото передается осевая нагрузка и крутящий момент, под действием которых скважинообразующие 4 и кернообразующие 6 резцы внедряются в сезонномерзлый грунт, разрушая его с образованием в центральной части керна, Образовавшийся керн по мере углубления долота входит в керноприемную полость 2, образуемую при вращении долота кернообразующими резцами 6. При упоре в наклонную поверхность керноломателя 5 происходит деформация керна, который вследствие высокой вязкости сезонномерзлого или талого грунта не ломается, а деформируется, Поскольку керноприемная полость 2 не ограничена стенками корпуса 1 долота, а нижняя кромка керноломателя 5 находится на уровне шнеков 3, то деформированный керн свободно выпадает из керноприемной полости 2, попадает на шнеки 3 и транспортируется на дневную поверхность, Благодаря заявляемому соотношению между расстояниемот шнеков 3 до нижнего торца скважинообразующих резцов 4 к расстоянию В между смежными скважинообразующими резцами 4 образующиеся целики разрушаемого грунта попадают непосредственно на шнек 3, что исключает их многократное деформирование в забое. Тем самым исключается один из источниковтепловыделения при бурении мерзлого грунта, что предотвращает его размораживание и налипание на рабочие элементы долота, В результате повышается эффективность бурения сезонномерзлых грунтов,аказ 3362 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по изоб113035, Москва, Ж, Ра Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101l Формула изобретения Долото для вращательного бурения, содержащее корпус с керноприемной полостью, закрепленные на корпусе шнеки, скважинообразующие резцы, закрепленные на шнеках, размещенный в керноприемной полости керноломатель, нижняя кромка которого наклонена к оси долота, и кернообразующие резцы, установленные с опережением относительно скважинообразующих резцов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения эффективности работы долота при бурении сезонномерзлых грунтов за счет уменьшения их размораживания, керноломатель установлен своей 5 нижней кромкой на уровне основания кернообразующих резцов, причем отношение расстоянияот шнеков до нижнего торца скважинообразующих резцов к расстоянию В между смежными скважинообраэующими 10резцами находится в пределах 1-4.В