Буровое шарошечное долото

( 9) 10/16 51) ИЗОБРЕТЕН И ИДЕТЕЛ ЪСТ К АВТОР.СКО СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР(54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО (57) Использование: в области бурения скважин и касается породоразрушающего инструмента. Буровое шарошечное долото содержит лапы с цапфами 1, шарошки 5, закрепленные на цапфах 1 при помощи подшипников 2. На вершинах шарошек 5 расположены твердосплавные зубки 6, Оси зубков 6 пересекают образующие основного конуса. Площадки зубков расположены под острым углом к образующей шарошки 5 или перпендикулярно оси шарошки. Угол установки вершинных твердосплавных зубков 6 равен половине угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарошки. Оси вершинных твердосплавных зубков 6 шарашки 5 пересекают образующую основного конуса на расстоянии, измеренном вдоль оси от ее вершины и определяемом по формуле для первой шарошки Х = У/2 зп а, для втоРой шаРошки т = (Рзуб + Я) 19 Р, длЯ третьей шарошки 2 = У соз (а- у) з 1 п у, для первой шарошки близлежащего ряда К = = (2 У/з 1 п а) + 1, где Х, У, 2, К - расстояния, измеряемые вдоль оси шарошки от ее вершины для рядов зубков соответственно, 11, 111 шарошек и близлежащего первого ряда 1 шарашки; Я -технологические размеры;3 - угол между осью шарошки и образующей основного конуса; а - половина угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарошки; У= агст 9 (нэуб+ Я)/ ьзуб - Расчетный Угол, где Ьзуб, - высота твердосплавного зубка, 1 3;и. ф-лы, 2 ил.1731930 и пут мм. лед ия, измеряемые вершины для ряпервой, второй, жащего первого5 размеры (Я =рошки и образуЬзуз зуб ВИ Изобретение относится к области бурения скважин и касается породоразрущающего инструмента, а именно к вооружению шарошечных долот,Известно буровое шарошечное долото, включающее лапы, цапфы, шарошки, закрепленные на цапфе при помощи подшипников, На вершинах шарошек расположены твердосплавные зубки, оси которых пересекают образующие основного конуса и площадки которых расположены под острым углом к образующей шарашки или перпендикулярно оси шарошки,В известном долоте из-за неоптимального угла наклона площадок под зубки и нерационального размещения зубков в привершинной зоне шарошек снижается надежность их крепления. Цель изобретения - увеличение долговечности долота за счет увеличения надежности крепления вершинных зубков.Поставленная цель достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, содержащем лапы, цапфы, шарошки, закрепленные на цапфе при помощи подшипников, угол установки вершинных твердосплавных зубков равен половине угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарошки, а оси вершинных твердосплавных зубков шарошки пересекают образующую основного конуса на расстоянии, измеренном вдоль шарошки от ее вершины, и определяется по формулам: для первой шарошки Х2 зи а для второй шарошки дзуб г о,тярдля третьей шарошки зи уля первой шарошки близлежащего ря 2 +1,3 и агде: Х, У, Е, К - расстоянвдоль оси шарашки от еедов зубков соответственнотретьей шарошек и близлеряда первой шарошки;Я - технологические= 0,82 мм);Р - угол между осью шющей основного конуса; а - половина угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарошки; у = дтобя " - расчетный угол, гдеВз б+д О Ьзуб Ь зуб - высота твердосплавного зубка. На фиг. 1 изображено буровое шарошечное долото; на фиг, 2 - схема распределения твердосплавных зубков на шарошках. 10 Буровое шарошечное долото состоит из корпуса (не показан) цапф 1, шарошек 1,1, 1 и замковых подшипников 2. На вершинах шарошек 1,1, 111 расположены твердосплавные зубки, угол а установки которых равен 15 половине угла между образующей основного конуса 3 и перпендикуляром 4, восстановленным к оси шарошки 5. Угол установки аобеспечивает надежность крепления твердосплавного зубка б. Надежность обеспечи вается тем, что основание твердосплавного зубка находится на значительном расстоянии от противоположной образующей 7 основного конуса. С другой стороны, этот угол а позволяет установить твердосплавные 25 зубки 6 и 8 на шарашке 1 на минимальном расстоянии от центра долота и между собой. Такая установка зубков позволяет увеличить количество рядов зубков на шарошках.Максимальное насыщение твердосп лавными зубками вершин шарошек будет в том случае, когда на одной из вершин зубки устанавливаются параллельно оси шарошки, В этом случае на вершине возможно расположить два таких зубка 9, и располагаются они таким образом, чтобы ось 10 этих зубков пересекала образующую 3 шарашкина расстоянии У от ее вершины 11: у т Рз б+ ЯтдрВеличина У определяется из треугольника АБС. Величина Х определяется из треугольника МИР и ТСИ; Х -Кзуб+Я У2 т 9 зи а 2 зи а 45 Величина К определяется из соотноше. 4 У 2 УК=4 Х=, = - ,+1,2 з 1 па зпагде 4 - коэффициент определяющиконструктивных проработок;1 - допуск на изготовление,Расчет величины Е ведется собразом,Из треугольника ВФИ (эубок 12дзуб чози у1 чзуб + Згде у= агст 9 о=а - уб1731930 зи У 19 Р и Х=У/2 зала;и У = (Рзуб+ Я)Й 9 фи 2= Усоз(а-у)/зи уи близлежащего ря 15 да 50 Из треугольника ВОСЕ -Вз б+Я соз а - у зпуПредложенное буровое шарошечное долото работает следующим образом.Долото, вращаясь на забое под нагрузкой, разрушает породу, Обладая наиболее насыщенным и надежным вооружением на трех вершинах шарошек и минимальным . расстоянием их рабочих площадок от центра, долото на забое значительно повышает эффективность разрушения центральной части забоя, что приводит к усилению ударного воздействия всех остальных зубьев долота и повышает проходку и механическую скорость бурения. Формула изобретения 1, Буровое шарошечное долото, включающее лапы с цапфами, закрепленные на цапфах при помощи подшипников шарошки с расположенными на вершинах твердосплавными зубками, оси которых пересекают образующие основного конуса шарашек, а площадки расположены подострым углом к образующей шарошки или перпендикулярно к оси шарашки, отл и ч а ю ще ес я тем, что, с целью повышения долговечности долота за счет увеличения надежности крепления вершинных зубков, угол установки вершинных твердосплавных зубков равен половине угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, восстановленным к оси шарашки.2, Долото по и. 1, отл и ч а ю щ е е с я тем, что оси вершинных твердосплавных зубков шарашки пересекают образующую основного конуса на расстоянии, измеренном вдоль оси от ее вершины и определяемом по формулам:для первой шарошкдля второй шарошкдля третьей шарошкдля первой шарошк К=(2 У/зи а)+1,где Х, У, Е, К - расстояния, измеряемые вдоль оси шарошки от ее вершины для рядов зубков соответственно первой, второй и третьей шарошек и близлежащего первого ряда первой шарошки;Я = 0,82,0 - расстояние от оси шарошки до основания зубка;Р- угол между осью шарошки и образующей основного конуса;а - половина угла между образующей основного конуса и перпендикуляром, востановленным к оси шарошки;у = агстЯ (Рзуб. + 3)йзуб. - расчетный угол,где Ьзуб. - высота твердосплавного зубка,1731930Составитель Д.Бил ьская Редактор И,Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор Т.Пали аз 1563 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101