Долото для вращательного бурения

 

Использование: вращательное бурение вечномерзлых грунтов. Сущность изобретения: долото содержит корпус с керноприемной 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 расстояния L от шнеков до нижнего торца скважинообразующих резцов к расстоянию В между смежными скважинообразующими, резцами находится в пределах 1 4. 1 ил., 1 табл. D

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

О

0 (Л (л) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4779783/03 (22) 08.01.90 (46) 30.09.92, Бюл, N 36 (71) Институт сверхтвердых материалов

АН УССР (72) В.Г,Красник, Ф.Ф.Бондаренко, В,И.Чернецкий, А.В,Лушаков и А.Э,Форш (56) Авторское свидетельство СССР

М 1627651, кл. Е 21 В 10/42, 1989. (54) ДОЛОТО ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ (57) Использование: вращательное бурение вечномерзлых грунтов. Сущность изобретения: долото содержит корпус с керноприИзобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам для вращательного бурения преимущественно мерзлых грунтов, Известны долота для вращательного бурения, содержащие корпус со шнеками, которые крепятся в прямоугольных пазах корпуса и оснащаются твердосплавными резцами, наклоненными к лопасти забоя под углом 150.

Резцы, расположенные на шнеках, разрушают весь забой, что при бурении мерзлых грунтов вызывает повышенное тепловыделение.

Известно также долото для вращательного бурения, состоящее из корпуса и шнеков со скважинообразующими резцами.

Для увеличения производительности бурения каждый последующий шнек по направлению, противоположному подъему спирали транспортирующего шнека, выполнен с уменьшением высоты по отношению к предыдущему, считая от шнека, сопряженного со спиралью транспортирующего шне,, . Ы 1765347 А1 емной 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 расстоячия L от шнеков до нижнего торца скважинообразующих резцов к расстоянию B между смежными скважинообразующими, резцами находится в пределах 1 — 4. 1 ил., 1 табл, L

В ка, За счет увеличения площади шламоотводящих окон смежных шнеков достигается повышение производительности бурения.

Недостатком известных долот для вращательного бурения является низкая эффективность при бурении сезонномерзлых и талых грунтов вследствие того, что бурение указанных грунтов долотами со сплошной схемой поражения забоя происходит интенсивное тепловыделение, Это вызывает 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 кернооба1765347 зующие резцы, установленные с опережением относительно- скважинообразующих резцов. С целью расширения технологических возможностей в корпусе долота между шнеками выполнено боковое окно в виде 5 винтовой прорези, угол подъема которой равен или превышает угол подъема шнеков.

Известное долото обеспечивает эффективное бурение талых и мерзлых грунтов в случае, если отсутствует налипание грунта 10 на рабочие органы, В случае бурения пластичных сезонномерзлых грунтов происходит забивание грунтом керноприемной полости и размораживание грунта.

В результате эффективность процесса 15 бурения снижается, Целью изобретения является повышение эффективности долота при бурении сезонномерзлых грунтов за счет уменьшения их размораживания. 20

Это достигается тем, что в долоте для вращательного бурения, содержащем корпус с керноприемной полостью, закреплен- . ные на корпусе шнеки, скважинообазующие резцы, закрепленные на шнеках, размещен- 25 ный в керноприемной полости керноломатель, нижняя кромка которого наклонена к оси долота, и кернообразующие резцы, установленные с опережением относительно скважинообразующих резцов, согласно 30 изобретению керноломатель установлен своей нижней кромкой на уровне основания кернообразующих резцов, причем отношение расстояния L от шнеков до нижнего торца скважинообразующих резцов к рас- 35 стоянию В между смежными скважинообразующими резцами находится в пределах

1 — « 4.

В

На чертеже изображено долото для вращательного бурения, общий вид, Долото содержит корпус 1 с кернопри- 45 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- 55 цов 6, При этом отношение расстояния L от шнеков 3 до нижнего торца скважинообразующих резцов 4 к расстоянию В между смежными скважинообразующими резцами

4 находится в пределах

1« — 4.

S

Обоснование существенности заявляемого интервала содержит в таблице, в которой приведены результаты сравнительных испытаний долот при бурении сезонномерзлых грунтов на буровой машине MPK — 750.

Частота вращения долота составляла

150 об/мин, при этом у долот изменялось отношение расстояния L от 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 расстоянием L от 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. B результате повышается эффективность бурения сезонномерзлых грунтов, 1765347

Составитель B.Êðàñíèê

Техред M.Ìoðãåíòàë КоРРектоР А.Козориэ

Редактор З.Ходакова

Заказ 3362 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

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 расстояния L от шнеков до нижнего торца скважинообразующих резцов к расстоянию

В между смежными скважинообраэующими

10 резцами находится в пределах 1 — 4.

В