Шарошка бурового долота

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 11973778(1 М Кд 3 с присоединением заявки Мо Е 21 В 10/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 151182, Бюллетень Й 942 Дата опубликования описания 15, 11, 82(71) Заявитель Институт геотехнической механики АН Украинской ССР(54) ШАРОШКА БУРОВОГО ДОЛОТА Изобретение относится к породо- разрушающему инструменту, а именно к шарошкам буровых долот .Известна шарошка бурового долота с клиновидными зубьями с углом заострения 30-40 о и ширичой площадки притупления в пределах 2,5-3,0. ма, имеющими равную высоту в каждом венце 1).Наиболее близка к изобретению шарошка бурового долота, содержащая корпус с зубьями со. ступенчатым расположением на соседних венцах 21Недостатком этих шарошек является малая эффективность в работе, так как их вооружение не учитывает особенности процесса разрушения горной породы.Цель изобретения - повышение эффективности работы шарошки за счет обеспечения объемного разрушения породы.Поставленная цель достигается тем, что в каждом венце соседние зубья также установлены ступенчато, приэтом высота ступени между венцами и зубьями в каждом венце находится в пределах от 0,2 до 1,0 мм.На фиг, 1 изображена шарошка, общий вид сбоку; на фиг. 2 - вид со стороны торца, на фиг. 3 - графикзависимости объема разрушенной породы Чрз.от высоты ступени дЬ дляразных пород.Шарошка включает корпус 1 с зубьями 2, которые на соседних венцах 3и в каждом венце поочередно имеютразную высоту, при этом высота сту- .пени дй как вдоль образующей конуса шарошки, так и в каждом венце находится в пределах от 0,2 до 1,0 мм.Эта величина определена с учетомфизико-механических свойств горных . пород. Для разрушения горной породыв ней необходимо создать зону .упругой деформации по глубине в пределах0,2-1,0 мм, после чего в ней происходит необратимый процесс - объемноеразрушение. При этом глубина лункиразрушения в 5-10 раэ больше глубины эоны упругой деформацииОсеваянагрузка, передаваемая зубу, деформирует одновременно породу и колонку бурильных труб. Величина упругой 25 деформации породы значительно меньше по сравнению с деформацией колонны труб, а скорость затуханияупругой деформации в колонне трубменьше скорости разрушения горной З 0 породы, Это приводит к тому, что эубза счет этой разности проваливается и ударяется о дно лунки, что приводит к разрушению его кромок. В этом случае коленце бурильных труб является пружинным двигателем, энергия которого при заявленной схеме воору жения предотвращает удар и используется на дополнительное расширение ранее образовавшейся лунки.Процесс разрушения породы предложенной шарошкой осуществляется,сле дующим образом.Под действием осевой нагрузки и крутящего момента шарашка перекатывается по забою и производит единичные удары по породе. В первую очередь 5 изнашивается более высокий зуб 2 разрушения породы, образуя выпол. Накопленная в колонне труб энергия разрушения горной породы используется не для перемещения его на глубину лунки, а передается соседнему,20 более низкому зубу на венце, который в свою очередь производит дальнейшее разрушение породы. Такая картина разрушения характерна для всех венцов 3 шарошки. Последовательное взаимодействие зубьев шарошки позволяет более полно испольэовать передаваемую на забой нагрузку и уменьшает вибрацию бурильной колонны.На основании проведенных исследований (Фиг,3) установлено, что при высоте ступени больше 1,0 мм эффективность работы шарошки снижается из-за невозможности использования энергии колонны бурильных труб, иЗ 5 процесс разрушения породы про;сходит одноступенчато, Аналогичная кар тина наблюдается и при дЬ меньше 0,2 мм. В этом случае все зубья вдоль образующей практически одновременно принимают участие в работе осуществляя упругую деформацию пора ды еПрименение шарошек предложенной конструкции позволяет значительно повысить эффективность разрушения горных пород и тем самым увеличить проходку и механическую скорость бурения.Формула изобретенияИарошка бурового долота, содержащая корпус с зубьями со ступенчатым расположением на соседних венцах, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения эффективности ее работы за счет обеспеченияобъемного разрушения породы, в каждом венце соседние зубья такжеустановлены ступенчато, при этомвысота ступени между венцами и зубьями в каждом венце находится в пределах от 0,2 до 1,0 мм.Йсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9362126, кл. Е 21 В 9/00, 968.2. Авторское свидетельство СССР9458645, кл, Е 21 В 9/18, 1964прототип).