Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым шарошечным долотам, преимущественно для бурения мягких пород и пород средней твердости, разрушение которых не вызывает значительных нагрузок, направленных вдоль оси цапфы.

Известно буровое трехшарошечное долото, включающее корпус и конусные шарошки, установленные на цапфах лап посредством замкового подшипника (см. Палий П.П. и Корнеев К.Е «Буровые долота», М. Недра, 1971 г., с.175, рис.У1.30).

Недостатком этого долота является низкая эффективность работы из-за значительного ослабления цапфы, связанного с использованием замкового пальца большого размера.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое шарошечное долото, включающее лапы, на наклонных цапфах которых, выполненных с кольцевыми канавками, установлены шарошки, закрепленные посредством замковых и стопорных элементов, последовательно установленных в радиальных каналах шарошки, совмещенных с кольцевыми канавками цапф (см. патент РФ №2291270, кл. E21B 10/22, 2007).

Данное долото благодаря исключению замкового пальца повышает работоспособность опоры бурового долота, особенно малого диаметра, ресурс работы которого, как правило, лимитируется сроком службы опоры долота.

К недостаткам данного долота следует отнести сравнительно высокую вероятность выпадения стопорного элемента, особенно при бурении по трещиноватым породам вследствие сильной вибрации бурового инструмента. Это неминуемо приведет и к выпадению замкового элемента, а следовательно и к выходу опоры в целом. Преждевременный же выход опоры резко снижает эффективность работы долота в целом. К недостаткам данного долота следует отнести и не технологичность фиксации стопорного элемента, обеспечиваемого или резьбовым соединением стопорного элемента с корпусом шарошки или же сваркой. Резьбовое соединение является сложной и дорогостоящей операцией в связи с необходимостью нарезки резьбы в термообработанном корпусе шарошки. Сварочное соединение стопорного элемента с корпусом шарошки ведет к отпуску материала корпуса шарошки, а следовательно и к ослаблению этого соединения и опоры в целом, особенно в долотах малых диаметров в связи с возможностью ослабления и самих беговых дорожек опоры из-за отпуска материала шарошки.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение ресурса работы долота в целом за счет повышения надежности крепления шарошек.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровом шарошечном долоте, включающем лапы с наклонными цапфами, на которых установлены шарошки, затылочная часть которых армирована породоразрушающими зубками, причем шарошки закреплены посредством замковых и стопорных элементов, последовательно установленных в радиальных каналах шарошки, совмещенных с кольцевыми канавками цапф, согласно изобретению стопорные элементы выполнены с пазами на боковой поверхности, в которых размещены хвостовики породоразрушаюших зубков, закрепленных на затылочной части шарошек.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид долота; на фиг.2 - узел фиксации шарошки на цапфе в увеличенном масштабе.

Буровое шарошечное долото содержит корпус 1 с резьбой 2 и наклонными цапфами 3, на которых установлены конические шарошки 4, затылочная часть которых армирована породоразрушающими, например, твердосплавными зубками 5. Шарошки 4 закреплены посредством замковых 9 и стопорных 8 элементов, последовательно установленных в радиальных каналах 10 шарошки 4, совмещенных с кольцевыми канавками 7 цапф 3. Опора может быть оснащена радиальными подшипниками 6. Стопорные элементы 8 выполнены с пазами 11 на боковой поверхности, совмещенными с хвостовиками породоразрушаюших зубков 5, закрепленных на затылочной части шарошек 4.

Монтаж предложенного долота заключается в следующем. Вначале осуществляется сборка лап с шарошками 4. С этой целью на цапфах 3 или подшипниках скольжения 6, выполненных с кольцевыми канавками 7 на наружной поверхности, устанавливают шарошки 4 и фиксируют их от осевого перемещения их посредством замкового 9 и стопорного элементов 8. Замковый и стопорный элементы 9 и 8 устанавливают в радиальных каналах 10 шарошек 4 после совмещения их с кольцевыми канавками 7 цапф 3 или подшипников скольжения 6. При этом каждый стопорный элемент 8 ориентируют таким образом, чтобы паз 11 на его боковой поверхности совпадал с хвостовиком породоразрушающего зубка 5, используемого для армировки затылочной части шарошки.

Благодаря совмещению хвостовиков породоразрущающих зубков 5 с пазами 11 на боковой поверхности стопорных элементов 8 полностью исключается выпадение стопорных элементов 8, а следовательно и фиксируемых ими замковых элементов 9. Это позволяет значительно повысить надежность крепления шарошек и повысить ресурс работы долота в целом.

Применение предложенного изобретения позволяет в первую очередь упростить технологию изготовления долота и тем самым повысить надежность работы опоры и снизить стоимость бурового долота в целом.