Буровая коронка
Изобретение относится к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по абразивным породам. Обеспечивает повышение эффективности работы коронки при бурении по абразивным породам, снижение расхода твердого сплава. Буровая коронка содержит корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку, армированную цилиндрическими твердосплавными вставками (ТСВ). Буровая коронка снабжена дополнительными вертикально закрепленными на боковой поверхности рабочей головки калибрующими ТСВ, при этом основные ТСВ ориентированы своей боковой поверхностью параллельно горизонтальной плоскости, а концевые участки их со стороны стенок скважины имеют уступы для взаимодействия с концевыми участками дополнительных ТСВ. 2 ил.
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по абразивным породам.
Известна коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с перьями, армированными твердосплавными вставками (ТСВ) и разделенные между собой радиальными пазами, и продувочными каналами, сообщающими полость корпуса с радиальными пазами (см. п. РФ №2004757, кл. Е21В 10/36, 1993 г.).
Существенным недостатком данной коронки является высокая энергоемкость процесса разрушения породы из-за недостаточной эффективности очистки забоя от разрушенной породы и значительный расход дорогостоящего твердого сплава.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку, армированную цилиндрическими ТСВ (см. патент РФ №2351742, кл. Е21В 10/36, 2008 г.).
Данная коронка обеспечивает по сравнению с аналогом более высокий кпд при разрушении горных пород благодаря эффективному удалению шлама с забоя скважины.
К недостаткам прототипа следует отнести сравнительно малую эффективность при бурении по абразивным породам и значительный расход дорогостоящего твердого сплава, большая часть которого остается неиспользованной.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки при бурении по абразивным породам и снижение расхода твердого сплава.
Указанный технический результат достигается тем, что буровая коронка, содержащая полый корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку, армированную цилиндрическими ТСВ, согласно изобретению, снабжена дополнительными вертикально закрепленными на боковой поверхности рабочей головки калибрующими ТСВ, при этом основные ТСВ ориентированы своей боковой поверхностью параллельно горизонтальной плоскости, а концевые участки их со стороны стенок скважины имеют уступы для взаимодействия с концевыми участками дополнительных ТСВ.
Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид выполнения буровой коронки во фронтальной плоскости; фиг.2 - вид со стороны рабочего торца.
Буровая коронка содержит корпус 1 с очистными каналами 2, присоединительный хвостовик 3 и рабочую головку 4, армированную ТСВ 5. Коронка оснащена дополнительными калибрующими ТСВ 6, закрепленными вертикально на боковой поверхности рабочей головки 4. При этом основные ТСВ 5 имеют форму цилиндра и ориентированы своей боковой поверхностью 7 параллельно горизонтальной плоскости, а концевые участки их со стороны стенок скважины имеют уступы 8 для взаимодействия с концевыми участками дополнительных ТСВ 6. Основные ТСВ 5 могут быть выполнены в виде нескольких вставок, установленных в пазу 9 на торце рабочей головки 4 и разделены прокладками (не показаны) из мягкого металла, например меди. Паз 9 выполнен единым для всех вставок 5, расположенных в одной диаметральной плоскости, что упрощает технологию изготовления коронки. С целью повышения надежности крепления вставок 5 высота выступающей части их над торцом рабочей головки 4 должна быть меньше диаметра вставок. Дополнительные ТСВ 6 установлены в вертикальных пазах 10 и жестко закреплены с рабочей головкой 4 с возможностью контакта с уступом 8 основных ТСВ 5. Такое соединение образует стопор для основных ТСВ 5, предотвращая их радиальное смещение, что может привести к выходу коронки из строя.
Коронка работает следующим образом. Под действием крутящего момента и ударной осевой нагрузки ТСВ 5 внедряется в породу и разрушает ее. Образующийся при этом шлам выносится с забоя очистным агентом, подаваемым через каналы 2. При бурении по абразивным породам часто наблюдаются усиленный износ коронки по наружному диаметру, что ведет к законушению скважины. Для исключения этого явления в предложенной коронке используются дополнительные калибрующие элементы 6, которые кроме калибровки стенок скважины предотвращают радиальное смещение основных ТСВ 5 под действием динамических осевых нагрузок, ведущих к расшатыванию прессового соединения вставок 5 со стенками паза 9 рабочей головки 4. Благодаря горизонтальной схеме расположения основных ТСВ 5 достигается кратное увеличение к. п.д. использования вооружения коронки, что значительно снижает себестоимость 1 метра бурения. Кроме того, такая схема установки ТСВ благоприятно сказывается на проходке буровой коронки благодаря увеличенному контакту опоры вставок в виде полуцилиндра с рабочей головкой 4. Это снижает удельные нагрузки на контакте ТСВ - стенки паза 9 и тем самым увеличивается срок работы ТСВ.
Применение предложенной коронки обеспечивает увеличение проходки за счет более полного использования ее вооружения и удельного сокращения расхода твердого сплава и как следствие этого - снижение стоимости буровых работ.
Буровая коронка, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку, армированную цилиндрическими твердосплавными вставками (ТСВ), отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными вертикально закрепленными на боковой поверхности рабочей головки калибрующими ТСВ, при этом основные ТСВ ориентированы своей боковой поверхностью параллельно горизонтальной плоскости, а концевые участки их со стороны стенок скважины имеют уступы для взаимодействия с концевыми участками дополнительных ТСВ.
