Патент на изобретение №2272119

(54) БУРОВАЯ КОРОНКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения по трещиноватым и перемежающимся породам. Коронка содержит корпус с прорезями в нижней части, наклоненными в сторону, противоположную направлению вращения корпуса, и разделяющими ее на секторы, армированные резцами, и направляющую втулку, размещенную в полости корпуса. Резцы выполнены с клиновидной асимметричной рабочей головкой, режущая кромка которой ориентирована вдоль радиуса коронки и смещена относительно продольной оси резца в сторону вращения коронки, причем передняя грань резца совмещена с передней стенкой сектора. Такое выполнение коронки снижает ударные нагрузки на резцы и вероятность скола резцов в случае попадания их в трещины и, как следствие этого, позволяет повысить проходку и скорость бурения. 3 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, предназначенным для разрушения трещиноватых и перемежающихся по твердости пород.

Известна буровая коронка, включающая корпус с прорезями в нижней части, разделяющими ее на отдельные армированные породоразрушающими резцами секторы, причем прорези выполнены наклонно в сторону, противоположную направлению вращения корпуса (см. авт. св. СССР №548701, кл. Е 21 В 10/02, 1974 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести недостаточную эффективность очистки забоя от шлама из-за ухода части жидкости через прорези, не доходя до забоя скважины.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус с прорезями в нижней части, наклоненными в сторону, противоположную направлению вращения корпуса, и разделяющими ее на рабочие секторы, армированные резцами, и направляющую втулку, размещенную в полости корпуса (см. авт. св. СССР №622961, кл. Е 21 В 10/02, 1976 г.).

Недостатком этой коронки является ограниченная область ее применения, т.к. она может эффективно работать только при разбуривании слабо трещиноватых пород. В случае же наличия крупных трещин, а также при резком изменении твердости пород, например при бурении по моренным отложениям, велика вероятность скола резцов при их попадании в трещины или в зону перехода пород от одной твердости к другой.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является расширение эффективной области использования буровой коронки.

Поставленная задача решается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус с прорезями в нижней части, наклоненными в сторону, противоположную направлению вращения корпуса, и разделяющими ее на армированные резцами секторы, и направляющую втулку, размещенную в полости корпуса, согласно изобретению резцы выполнены с клиновидной асимметричной рабочей головкой, режущая кромка которой ориентирована вдоль радиуса коронки и смещена относительно продольной оси резца в сторону вращения коронки, при этом передняя грань резца совмещена с передней стенкой сектора.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид коронки в разрезе, фиг.2 – часть сектора с резцами в увеличенном виде и фиг.3 – вид А на фиг.2.

Буровая коронка включает корпус 1 с резцами 2, закрепленными на отдельных секторах 3, разделенных наклонными прорезями 4, и направляющую втулку 5, соединенную с корпусом 1 посредством резьбы 6. Прорези 4 выполнены наклонными в сторону, противоположную направлению вращения коронки, а резцы 2 – с клиновидной асимметричной рабочей головкой 7, режущая кромка 8 которых ориентирована вдоль радиуса коронки и смещена относительно продольной оси 9 резца 2 в сторону вращения коронки. При этом угол клина рабочей головки 7 выбирается в зависимости от свойств разбуриваемых пород. Оптимальным вариантом размещения резцов 2 является совмещение их передней грани 10 с передней стенкой 11 сектора 3, когда передняя грань 10 резцов является продолжением передней стенки 11 сектора 3.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента резцы 2 внедряются в породу и разрушают ее. При бурении по трещиноватым и перемежающимся по твердости породам велика вероятность попадания резцов 2 в трещины или выемки на забое. В этом случае резцы 2 предохраняются от сколов благодаря наличию прорезей 4, обеспечивающих возможность вертикального перемещения секторов 3 за счет вертикальной составляющей реакции забоя, возникающей благодаря наклонному расположению прорезей 4. Этот эффект значительно повышается благодаря выполнению резцов 2 с асимметричной рабочей головкой 7 и совмещению их передней грани 10 с набегающей стенкой сектора 3, т.к. только в этом случае исключается повторный удар резцов 2 по забою, неминуемо возникающий при расположении резцов 2 со смещением от передней стенки 11 сектора 3. К тому же такая схема расположения резцов 2 увеличивает длину сектора 3 на величину выступающей части рабочей головки 7 резца 2 и тем самым снижает жесткость секторов 3, а следовательно, снижает и ударные нагрузки на резцы в случае попадания их в трещины. При этом в зависимости от степени трещиноватости разбуриваемых пород величину вертикального перемещения секторов 3 выбирают путем изменения угла наклона прорезей 4 и их ширины.

Применение коронки с резцами с предложенной рабочей головкой и схемой их размещения на секторах обеспечивает их защиту от скола в случаях попадания в крупные трещины или в зону перехода пород от одной твердости к другой, и тем самым повышает эффективность работы буровой коронки, а именно – проходку и механическую скорость бурения.

Формула изобретения

Буровая коронка, содержащая корпус с прорезями в нижней части, наклоненными в сторону, противоположную направлению вращения корпуса и разделяющими ее на армированные резцами секторы, и направляющую втулку, размещенную в полости корпуса, отличающаяся тем, что резцы выполнены с клиновидной асимметричной рабочей головкой, режущая кромка которой ориентирована вдоль радиуса коронки и смещена относительно продольной оси резца в сторону вращения коронки, при этом передняя грань резца совмещена с передней стенкой сектора.

РИСУНКИ