Патент на изобретение №2359103

(54) КОЛЬЦЕВАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА

(57) Реферат:

Изобретение относится коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна по трещиноватым и перемежающимся по твердости породам при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду. Кольцевая буровая коронка содержит корпус с присоединительной резьбой, разделена промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены резцами, армированными алмазно-твердосплавными пластинами. Секторы расположены ступенчато, образуют ступенчатую форму забоя, на которой боковые отстающие режущие элементы из АТП работают по полублокированной схеме. Режущие элементы со стороны торцевой поверхности установлены с отрицательными передними углами к поверхности забоя скважины, что обеспечивает их самозатачиваемость и повышает надежность работы и долговечность буровой коронки. 7 ил.

Изобретение относится коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна по трещиноватым и перемежающимся по твердости породам при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду.

Известна буровая коронка с прорезями в нижней части, разделяющими ее на рабочие секторы, расположенные ступенчато, при этом опережающие секторы армированы менее износостойкими породоразрушающими элементами (Патент РФ 2268348, опубликовано 20.01.06, МПК Е21В 10/48).

Недостатком этой коронки является несоизмеримость на порядки износостойкости армирующих элементов при проходке твердых и абразивных пород, когда армировка опережающих секторов изнашивается, и образующиеся площадки затупления не позволяют продолжать эффективное бурение.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является алмазная буровая коронка, содержащая корпус с матрицей, разделенной промывочными каналами на секторы, у которой концентрические породоразрушающие элементы с торцевой поверхности снабжены резцами из сверхтвердого композитного материала, установленными по дуге секторов и дискретно с шагом, уменьшающимся от периферии к центру коронки (Патент РФ 2257458, опубликовано 20.02.05, МПК Е21В 10/48).

Недостатком этой коронки является низкая скорость проходки вследствие режуще -истирающего способа разрушения породы.

Указанная коронка выбрана в качестве прототипа.

Задачей изобретения является повышение скорости проходки и ресурса коронки за счет того, что в кольцевой буровой коронке режущего типа, содержащей корпус с присоединительной резьбой, разделенной промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены резцами, резцы выполнены в виде секторов, армированных алмазно-твердосплавными пластинами, и имеют отрицательные передние углы ₁, ₂ в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы ₃ к торцевой поверхности забоя скважины, что обеспечивает их самозатачиваемость, так как твердосплавная основа изнашивается быстрее алмазного слоя, образуя задний угол у режущей пластины.

На фиг.1 приведен общий вид буровой коронки сбоку, на фиг.2 – вид со стороны торцевой поверхности, на фиг 3. приведен разрез А-А, на фиг.4 – разрез I-I, на фиг.5 – разрез II-II, на фиг.6 – разрез III-III, на фиг.7 – показан вид поверхности резания ступенчатого забоя.

Кольцевая буровая коронка режущего типа содержит корпус 1 с присоединительной резьбой, разделена промывочными каналами 2 на секторы 3, которые с торцевой поверхности 4 снабжены резцами 5,6, 7, резцы 5, 6, 7 выполнены в виде секторов, армированных алмазно-твердосплавными пластинами, и имеют отрицательные передние углы ₁, ₂ в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы ₃ к торцевой поверхности забоя скважины.

Кольцевая буровая коронка работает следующим образом.

При вращении, передаваемом от става бурового станка (не показан), коронка при соприкосновении с забоем скважины разрушает его за счет того, что опережающий режущий элемент 5, установленный с отрицательным передним углом ₃, прорезает канал глубиной h, создавая благоприятные условия резания для отстающих режущих элементов 6 и 7. Отстающие режущие элементы 6 и 7, установленные с отрицательными передними углами ₁, ₂ в диаметральной плоскости, обрабатывают керн и стенку скважины соответственно. При резании твердых пород происходит изнашивание режущих элементов 5, 6, 7, при этом изнашивание твердосплавной основы превышает изнашивание алмазного слоя в десятки раз, за счет чего формируется задний угол и резец остается острым и может продолжать резание породы с толщиной стружки h. При длительном сохранении геометрических параметров у режущих элементов скорость бурения не уменьшается, чем и достигается задача изобретения.

Формула изобретения

Кольцевая буровая коронка режущего типа, содержащая корпус с присоединительной резьбой, разделенная промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены резцами, отличающаяся тем, что резцы армированы алмазно-твердосплавными пластинами и имеют отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины.

РИСУНКИ