SU1691497A1 - Буровое трехшарошечное долото - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к породоразру- шающему инструменту дл  бурени  скважин . Цель1- повышение долговечности долота путем равномерного распределени  нагрузки на все опоры Буровое трехшарошечное долото содержит лапы с цапфами и смонтированные на них посредством опор шарошки. Шарошки содержат одинаковое количество породоразрушающих венцов 4, 5 и б, удаленных от оси долота на разное рассто ние, и периферийные венцы 7, равноудаленные от оси долота. Длины трех соседних венцов И, h и 1з первой, второй и третьей шарошек св заны с соответствующим рассто нием середины этих венцов от оси долота п, га и гз следующим соотношением Нп {2Г2-1згз; п+Н / 2 га; Г2+12/2 гз При работе долота обеспечиваетс  равномерное распределение нагрузки на все опоры за счет разрушени  венцами одинаковых по площади кольцевых зон забо . Это способствует повышению долговечности долота . 2 ил.

Description

Фп.1

Изобретение относитс  породоразру- шающему инструменту дл  бурени  скважин .

Цель изобретени  - повышение долговечности долота путем равномерного распределени  нагрузки на все опоры.

На фиг. 1 представлена развертка шарошек долота; на фиг. 2 - схема перекрыти  забо  породоразрушающими венцами долота .

Буровое трехшарошечное долого содержит лапы с цапфами (не предстэвлень) и смонтированные на них посредством опор самоочищающиес  шарошки 1, 2 и 3. Шарошки содержат одинаковое количество по- родоразрушающих венцов 4, 5 и 6, удаленных от оси долота на разное рассто ние , и периферийные венцы 7, равноудаленные от оси долота. Длины грех соседних венцов Н, h и з, принадлежащих соответственно первой, второй и третьего шарошкам, св заны с соответствующими рассто ни ми середин этих венцов от оси долота п, Г2 и гз следующими соотношени ми:

НгНапгНзгз; 11

12

П+ Г2; Г2+ -f- ГЗ.

Буровое трехшарошечное долоте работает следующим образом.

При вращении под нагрузкой буровоэ долото за отрезок времени углубл етс  на величину Ah. При этом каждый венец долота , кроме периферийных, разрушав свою кольцевую зону шириной, равной длине зубьев, т.е. ширине венца.

jrnrl,j, , 2, 3; j-1, 2п.

Поскольку дл  долот типов С, Т и К механизм разрушени  забо  близок к вд&ь- ливанию, то дисперсность и. -ама считаетс  одинаковой дл  соседних венцов. Тогда вс  работа по разрушению забо  определ етс :

Нагрузка зубцов PIJ шарошки в каждый момент времени зависит от условий контактировани  зубьев оставшихс  венцов и венцов двух других шарошек. Эта нагрузка

имеет импульсный характер, сильно колеблетс  по величине и имеет веро тностное распределение. Поэтому нагрузка венца за врем  At оцениваетс  средневзвешенной величиной:

Рк д tK

Pij

t

: 2 ,

где Рк - величина к-ro импульса нагрузки, действующей на зубец,

- число зубцов венца; dtK - длительность импульса. Тогда работа, совершаема  lj-м венцом шарошки при разрушении своей кольцевой зоны на глубину Ah, определ етс :

AAij-UPij-Ah,

где U - коэффициент пропорциональности.

Следовательно, 2л:. nj-hj. Средневзвешенна  нагрузка на каждую шарошку равна:

Рг Е PiJ ,2,3;j-1,2п.

1 ; Л

Поскольку периферийна  кольцева  дол  разрушаетс  одновременно трем  венцами шириной in каждый с одинаковым числом зубцов, то воспринимаема  нагрузка Pin6y- дет одинаковой. Следовательно, дл  одинаковой нагруженное™ спор шарошек нужно потребовать выполнени 

д

PIJ- const ,2,3.

ДА-si; §

Sij. Ah |ДЬ -7TR2

где Ј- коэффициент, показывающий затр - ты энергии на разрушение единицы объема породы;

R - радиус забо .

Согласно законам Риттингера и Кирпи- чева работа, выполн ема  ij венцем при углублении на Ah определ етс ;

AAtj 1 Дг|2 Т| И,

Удовлетворить такому условию может долото, в котором три соседних венца, принадлежащие 1, 2-й и 3-й шарошкам и расположенные по мере удалени  от центра забо  на рассто ние п, Г2, гз, разрушают одинаковые по площади кольцевые зоны, т.е.

Sfj S2j S3Hlj rij J2K2j i3ir3j

при этом r2j; -|- r2j

В таком долоте обеспечиваетс  одинакова  нагрузка, действующа  на все опоры шарошек.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Буровое трехшарошечное долото, включающее лапы с цапфами, установленные на них посредством опор, самоочищающиес  шарошки с одинаковым количеством поро- доразрушающих венцов, каждый из которых , кроме периферийного, удален от оси долота на разное рассто ние, а периферийный венец на всех шарошках равноудален от оси долота, отличающеес  тем, что, с целью повышени  долговечности долота путем равномерного распределени  нагрузки на все опоры, породоразрушающие венZ

   0

   цы выполнены разной длины, при этом длины трех соседних венцов Н, 2, з, принадлежащих соответственно первой, второй и третьей шарошкам, св заны с соответствующими рассто ни ми середин этих венцов от оси долота п, Г2, гз следующими соотношени ми;

   11пН2Г2 1згз; п+ у Г2 ;

   Г2+ гз :

   4 1 шарошка YV/7

   1 П.

   Фи.1