Алмазная буровая коронка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Е 21 В 10/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4927818/03 (22) 16.04,91 (46) 07,03.93. Бюл. N 9 (71) Производственное геологическое объединение "Приморгеология" (72) Б. И. Самоваров, И. П. Мельничук, Н. М, Панин, Jl. Н, Думкин и А. П. Кичигин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1375783, кл, Е 21 В 10/02, 1986. (54) АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА (57) Использование: бурение скважин с отбором керна по твердым породам. Сущность

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту.

Цель изобретения — повышение стойкости коронки и сокращение непроизводительных затрат времени, связанных с очисткой забоя от оставленных частей матрицы.

Цель достигается тем, что в алмазной буровой коронке пазы каждого сектора выполнены с переменным поперечным сечением по всей длине в радиальном направлении и ориентированы большими основаниями в противоположные стороны, при этом опере>кающие пазы в каждом секторе выполнены с большим поперечным сечением по сравнению с замыкающими и ориентированы своими большими основаниями в сторону периферии.

Выполнение соединительных пазов с переменным поперечным сечением по всей длине в радиальном направлении предохраняет матрицу от смещения под действием радиальных усилий, так как при действии усилия в направлении от большего основания к меньшему все усилие воспринимается. Ю 1799983 А1 изобретения: буровая коронка включает корпус с замковыми радиальными пазами на торце под каждый сектор матрицы. Пазы выполнены с переменным поперечным сечением по всейдлине в радиальном направлении и ориентированы большими основаниями в противоположные стороны, при этом опережающие пазы в каждом секторе выполнены с большим поперечным сечением по сравнению с замыкающими пазами и ориентированы своими большими основаниями в сторону периферии. 1 з, и. ф-лы, 6 ил. корпусом. Ориентация опережающих и замыкающих пазов большими основаниями в противоположные стороны обеспечивает передачу радиальных усилий на корпус как со стороны стенок скважины, так и со стороны керна.

Выполнение соединительных опере>кающих пазов с большим поперечным сечением по сравнению с замыкающими пазами связано с тем, что основную нагрузку, действующую в окружном направлении, воспринимают выступы матрицы, находящиеся в опережающих пазах, Передняя часть секторов подвержена и большим радиальным нагрузкам, чем задняя часть секторов, особенно со стороны стенок скважины, Поэтому в сторону стенок скважины обращены большим основанием опере>кающие пазы, поперечная площадь сечения которых больше, чем у замыкающих пазов.

На фиг. 1 — 6 изображена предлагаемая буровая коронка.

Коронка содержит корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и радиальными пазами

3, 4 на торце и матрицу 5. армированную

1799983

50 породоразрущающими элементами 6 и разделенную промывочными пазами 7 на отдельные секторы 8. Каждый сектор 8 имеет один опережающий паз 3 и один замыкающий паз 4, выполненные с переменным сечением по всей длине, например, в виде конуса или пирамиды, При этом поперечное сечение опережающих пазов 3 больше, чем поперечное сечение замыкающих пазов 4, а следовательно, и усилие, которое может воспринять соединение, образованное пазами 3, больше, чему усилие,. воспринимаемое соединением, образованным пазами 4.

Учитывая, что наибольшие радиальные и окружные усилия воспринимает передняя часть сектора 8, предложенная коронка позволяет создать равностойкую конструкцию. При этом радиальное усилие со стороны стенок скважины воспринимается соединением, образованным опережающими пазами 3, а радиальное усилие со стороны керна воспринимается соединением, образованным замыкающим пазом 4, С этой целью пазы 3 ориентированы большйм основанием в сторону периферии, а пазы 4— в сторону оси коронки. Одновременно с ра диальным усилием соединение, образованное опережающими пазами 3, обеспечивает передачу крутящего момента, т.е, окружного усилия от корпуса 1 к матрице 5, и разгружает от этих усилий соединение, образованное пазами 4, которые воспринимают осевое усилие, возникающее в случае прихвата коронки, а также при бурении наклонных направленных и горизонтальных скважин, При бурениитаких скважин матрица 5 коронки при подъеме инструмента постоянно испытывает "сдергивающее" усилие, Объясняется это тем, что матрица 5 коронки имеет наибольший диаметр по сравнению со всей бурильной колонной и поэтому постоянно касается стенки скважины. Возникающее при этом трение между стенкой скважины и матрице, особенно при наличии неровностей на стенках скважины, оказывает на матрицу усилие, стремящееся оторвать ее от корпуса 1. Именно это усилие и воспринимается соединением, образованным пазами 4.

Матрица 5 коронки может быть армирована любыми породоразрушающими элементами: природными и синтетическими алмазами, сверхтвердыми материалами и т.д.

Принцип работы коронки заключается в следующем, Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы 6 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится с забоя на поверхность промывочной жидкостью, прокачиваемой через бурильную колонну. Крутящий момент передается на матрицу 5 через соединение, образованное пазами 3. Это же соединение обеспечивает восприятие рационального усилия, действующего со стороны стенок скважины, Соединение, образованное пазами 4, воспринимает осевое усилие, возникающее при подьеме бурильного инструмента из скважины, а также радиальные усилия со стороны керна.

Применение предложенной коронки позволяет повысить стойкость коронки за счет обеспечения надежного соединения матрицы с корпусом и снизить затраты нэ непроизводительные работы, связанные с очисткой забоя от оставленных частей матрицы. В целом это обеспечивает снижение затрат на проведение буровых работ, .Формула изобретения

1. Алмазная буровая коронка, содержащая корпус с присоединительной резьбой, матрицу, разделенную на секторы промывочными каналами и радиальными пазами, выполненными сквозными с переменной шириной по высоте и ориентированными поочередно меньшим и большим основанием в сторону присоединительной резьбы, и по крайней мере двумя пазами в каждом секторе, из которых замыкающий по направлению вращения коронки ориентирован большим основанием s сторону присоединительной резьбы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения ее эксплуатационной стойкости и сокращения непроизводительных затрат времени на очистку забоя скважины от оставленных частей матрицы, пазы каждого сектора выполнены с переменным поперечным сечением по всей длине в радиальном направлении и ориентированы большими основаниями в противоположные стороны.

2, Коронка по и, 1, от л и ч а ю щ а я с я тем, что опережающие пазы в каждом секторе выполнены с большим поперечным сечением по сравнению с замыкающими и ориентированными своими большими основаниями в сторону периферии.

1799983

1799983

Составитель Б. Самоваров

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор И. Шулла

Редактор

Заказ 1142 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101