Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот, преимущественно для ударно-вращательного бурения.

Известен буровой инструмент, включающий твердосплавные вставки с цилиндрическим хвостовиком и сферической рабочей головкой, закрепляемые в отверстии корпуса (см. Масленников И.К. Справочник «Буровой инструмент». М.: Недра, 1989, с. 84, рис. 2.1.32a).

К недостаткам данного бурового инструмента и вставки следует отнести высокую энергоемкость бурового инструмента, использующего вставки указанной конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями, в которых закреплены породоразрушающие вставки, включающие хвостовик и рабочую головку в виде части тора (см. авт. св. СССР №1344888, кл. E21B 10/16, 1987 г.).

Недостатком данного бурового инструмента является сравнительно невысокая эффективность его работы из-за большой контактной поверхности рабочей головки с забоем скважины.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы бурового инструмента.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, содержащем корпус с отверстиями, в которых закреплены породоразрушающие вставки, включающие хвостовик и рабочую головку в виде части тора, согласно изобретению рабочая головка вставок во фронтальной плоскости выполнена по меньшей мере с одной выемкой, расположенной асимметрично относительно продольной оси хвостовика, а сам хвостовик в поперечном сечении выполнен в виде асимметричного кольцевого сегмента, больший радиус которого больше радиуса отверстия в корпусе под вставку.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен фрагмент бурового инструмента во фронтальной плоскости, на фиг. 2 - вид A на фиг. 1.

Буровой инструмент включает корпус 1 с отверстиями 2 под породоразрушающие вставки 3, содержащие хвостовик 4 и рабочую головку 5. Хвостовик 4 вставки 3 в поперечном сечении выполнен в виде асимметричного кольцевого сегмента 6, больший радиус R которого больше радиуса r отверстия 2 в корпусе 1 под вставку 3. Такая форма хвостовика 4 исключает проворот вставки 3 вокруг своей продольной оси 7 в отверстиях 2 корпуса 1 бурового инструмента и тем самым повышает надежность крепления вставки 3, что имеет особо важное значение для ударно-вращательного инструмента из-за значительных изгибающих нагрузок на вставки 3. При этом рабочая головка 5 во фронтальной плоскости выполнена по меньшей мере с одной выемкой 8, расположенной асимметрично относительно продольной оси 7 хвостовика 4. Каждая выемка 8 образует два рабочих выступа 9 и 10 разной формы, например конической 9 и клиновидной 10. Форма выступов 9 и 10 выбирается, как и величина эксцентриситета ε, в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород. При этом наличие выемки 8 на рабочей головке 5 позволяет при каждом ударе вставки создать по меньшей мере две зоны разрушения, что увеличивает суммарную площадь поражения забоя при каждом повороте бурового инструмента. Одновременно с этим благодаря асимметричному расположению выемки 8 относительно продольной оси хвостовика 4 при каждом повороте инструмента меняется зона поражения выступов 9 и 10 и исключается их попадание в одну и ту же зону, что уменьшает износ тела вставки и повышает ресурс ее работы.

Таким образом, применение предложенного бурового инструмента позволяет повысить эффективность проведения буровых работ.