Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЕ ДОЛОТО (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту с твердосплавным вооружением.

Известно буровое долото, содержащее корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки (см. авт. св. СССР №446622, кл. Е21В 10/16,1972 г.).

Недостатком данного долота является малая эффективность работы из-за быстрого выхода из строя его вооружения, а недостатком применяемого способа крепления вставок является трудоемкость запрессовки вставок.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с цилиндрическими отверстиями, в которых запрессованы износостойкие вставки с хвостовиками (см. патент США. №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).

В данном долоте благодаря использованию вставок с многогранным хвостовиком обеспечивается высокая надежность крепления их в отверстиях корпуса. Однако данное долото также не лишено серьезных недостатков, основным из которых является сложность технологии изготовления хвостовиков вставок, что неминуемо ведет к удорожанию долот.

С учетом изложенного техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления долота и, как следствие, снижение его стоимости.

Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус с отверстиями, в которых закреплены износостойкие вставки с хвостовиками, согласно изобретению отверстия в корпусе и хвостовики вставок выполнены в вертикальной плоскости соответственно в виде прямого и обратного конусов с углами при вершине 2-20°, при этом образующиеся между их боковыми поверхностями полости имеют в нижней части форму прямого конуса и служат для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус с цилиндрическими отверстиями, в которых закреплены износостойкие вставки с хвостовиками, согласно изобретению боковые стенки отверстий в корпусе и хвостовики вставок выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий и торца хвостовиков и образующими совместно тороидальную полость для размещения втулок из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен фрагмент бурового долота по 1-му варианту, на фиг. 2 - узел А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - фрагмент бурового долота по 2-му варианту, на фиг. 4 - узел Б на фиг. 3 в увеличенном масштабе.

Буровое долото содержит корпус 1 с отверстиями 2, в которых посредством втулок 3 из эластичного материала закреплены износостойкие вставки 4 с хвостовиками 5. По первому варианту отверстия 2 в корпусе 1 и хвостовики 5 вставок 4 выполнены в вертикальной плоскости соответственно в виде прямого и обратного конусов с углами при вершине 2-20°. При этом образующиеся между боковыми поверхностями отверстий 2 и хвостовиков 5 полости 6 имеют в нижней части форму прямого конуса и служат для размещения втулок 3 из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью 7, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью 9. Углы при вершине прямых и обратных конусов соответственно отверстий 2 и хвостовиков 5 выполнены равным 2-20°. Величина углов определена расчетным путем с учетом удобства крепления вставок 4. Износостойкие вставки могут изготавливаться как из твердого сплава, так и из других, например алмазосодержащих, смесей. Эластичные втулки 3 могут изготавливаться из полиуритана или других износостойких материалов. Основное назначение втулок 3, кроме крепления втулок 4, это защита вставок 4 от сколов благодаря амортизации ударов. Одновременно с этим применение втулок позволяет исключить такие дорогостоящие операции, как шлифовка боковых стенок отверстий 2 и наружной поверхности хвостовиков 5 вставок 4. При выполнении отверстий 2 в виде прямых конусов, а хвостовиков 5 в виде обратных конусов между ними образуется полость в форме прямого конуса, в которой размещается втулка 3 конгруэнтной формы. С целью повышения надежности крепления вставок 4 путем повышения коэффициента сцепления между боковыми поверхностями эластичных втулок 3, боковых стенок отверстий 2 в корпусе 1 и наружной поверхностью хвостовиков 5 их контактирующие поверхности выполнены шероховатыми или соединены клеем.

По второму варианту буровое долото содержит корпус 1 с цилиндрическими отверстиями 2, в которых закреплены износостойкие вставки 4 с хвостовиками 5. В этом случае боковые стенки отверстий 2 в корпусе 1 и хвостовики 5 вставок 4 выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий 2 и торца хвостовиков 5 и образующими совместно тороидальную полость 6 для размещения втулок 3 из эластичного материала, каждая из которых выполнена с полостью 7, заполняемой в рабочем положении несжимаемой жидкостью 9. В обоих вариантах полости 7 заполняются под давлением несжимаемой жидкостью через обратный клапан 8 с пружиной 10, которая опирается на шайбу 11. Заполнение тороидальной полости 6 несжимаемой жидкостью 9 позволяет образовать замковое соединение, предохраняющее вставки 4 от вертикального смещения, а следовательно, и от выпадения на забой скважины.

Учитывая, что технология изготовления втулок из эластичного материала значительно проще по сравнению с технологией изготовления многогранных хвостовиков (см. прототип), можно гарантировать значительное снижение стоимости долота, выполненного с указанными отличительными признаками.