Буровая коронка
Владельцы патента RU 2535314:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (RU)
Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к буровым инструментам, предназначенным для бурения скважин ударно-вращательным способом, и может быть использовано при бурении скважин в крепких горных породах. Буровая коронка содержит корпус с центральным и боковыми каналами для прохода промывочного агента к периферийным породоразрушающим вставкам, установленным в корпусе, и центрирующий врубовый зубок, закрепленный в центральном отверстии, выполненном в опережающей части корпуса. В корпусе по образующей цилиндрической поверхности его центрального отверстия выполнены продольные каналы, которыми указанный центральный канал сообщен с поверхностью центральной опережающей части корпуса, образующие в зоне упомянутого центрального отверстия кулачки. Технический результат - повышение эффективности работы буровой коронки, улучшение очистки от буровой мелочи и обеспечение стабильности условий крепления центрального врубового зубка путем охлаждения центральной опережающей части корпуса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Техническое решение относится к горному делу и строительству, а именно к буровым инструментам, предназначенным для бурения скважин ударно-вращательным способом, и может быть использовано при бурении скважин в крепких горных породах.
Известна буровая коронка для погружных пневмоударников M1900 (см. Б.И. Воздвиженский, A.Л. Скорняков. Бурение взрывных скважин. М., Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1960, с.62, рис.23 и с.108, рис.48), содержащая корпус с тремя основными и одним опережающим лезвием. Все лезвия закреплены в корпусе посредством пайки припоем. Существенным недостатком этой конструкции является то, что в ней не предусмотрено выполнение каналов для прохода промывочного агента в создаваемое опережающим лезвием центральное врубовое углубление на забое скважины, что снижает эффективность удаления буровой мелочи. Практика показала, что в весьма крепких горных породах скорость бурения уменьшается, и в результате трения, опережающего лезвия, о породу в центральном врубовом углублении происходит очень сильный нагрев опережающего лезвия, что вызывает плавление припоя и снижает стабильность условий крепления лезвия при бурении скважин в крепких горных породах.
Известна коронка для бурения шпуров по а.с. СССР №308189, кл. Е21С 13/00, опубл. в БИ №21, 1971 г., включающая корпус, армированный цилиндрическими иородоразрушающими вставками, и имеющая в корпусе канал для прохода промывочного агента. Каждая вставка выполнена с каналом, сообщенным с каналом в корпусе коронки.
Недостатком такой конструкции буровой коронки является то, что выполнение капала с достаточным проходным сечением для удаления буровой мелочи в каждой вставке существенно снижает се прочность.
Наиболее близкой по технической сущности и совокупности существенных признаков является Т-образная буровая коронка (см. Б.И. Воздвиженский, А.Л. Скорняков. Бурение взрывных скважин. М., Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1960, с.163, рис.78), содержащая корпус с центральным и боковыми каналами для прохода промывочного агента к периферийным породоразруишющим лезвиям, установленным в корпусе, и центрирующий зубок, закрепленный в центральном отверстии, выполненном в опережающей части корпуса.
Недостатком такой буровой коронки является то, что она обеспечивает устойчивый режим бурения только в горных породах с коэффициентом крепости 8-10 единиц по шкале проф. М.М. Протодьяконова.
Этот недостаток объясняется тем, что в данной конструкции буровой коронки отсутствуют каналы, подводящие промывочный агент из центрального канала корпуса буровой коронки к центральной поверхности опережающей части корпуса. При бурении мягких и средних по крепости горных пород быстрое внедрение центрирующего зубка в горную породу не позволяет ему сильно нагреваться, так как образующееся при этом тепло передается разрушенной горной породе. Но при бурении в крепких горных породах центрирующий зубок незначительно внедряется в горную породу и при вращении сильно нагревается, при этом нарушаются условия крепления центрирующего зубка и буровая коронка выходит из строя.
Техническая задача предлагаемого решения заключается в повышении эффективности работы буровой коронки за счет улучшения очистки от буровой мелочи и обеспечения стабильности условий крепления центрального врубового зубка путем охлаждения центральной опережающей части корпуса.
Поставленная задача решается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус с центральным и боковыми каналами для прохода промывочного агента к периферийным породоразрушающим вставкам, установленным в корпусе, и центрирующий врубовый зубок, закрепленный в центральном отверстии, выполненном в опережающей части корпуса, согласно техническому решению в корпусе по образующей цилиндрической поверхности его центрального отверстия выполнены продольные каналы, которыми указанный центральный канал сообщен с поверхностью центральной опережающей части корпуса, образующие в зоне упомянутого центрального отверстия кулачки.
Такое исполнение повышает эффективность работы буровой коронки за счет улучшения очистки от буровой мелочи и обеспечивает стабильность условий крепления центрального врубового зубка путем охлаждения центральной опережающей части корпуса.
Целесообразно в средней части кулачков установить боковые врубовые зубки, что улучшает разрушение центральной части забоя скважины в крепких горных породах, повышая эффективность работы буровой коронки.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения буровой коронки и чертежами фиг.1, 2, где на фиг.1 показана буровая коронка, вид на опережающую часть ее корпуса, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Буровая коронка содержит корпус 1 (фиг.1, 2) с центральным каналом 2 и боковыми каналами 3 для прохода промывочного агента к периферийным породоразрушающим вставкам 4, установленным в корпусе 1, и центрирующий врубовый зубок 5, закрепленный в центральном отверстии 6, выполненном в опережающей части корпуса 1. На образующей цилиндрической поверхности его центрального отверстия 6 выполнены продольные каналы 7, которыми указанный центральный канал 2 сообщен с поверхностью центральной опережающей части корпуса 1 и породоразрушающими кромками 8 центрирующего врубового зубка 5. Продольные каналы 7 образуют в зоне упомянутого центрального отверстия 6 на поверхности центральной опережающей части корпуса 1 кулачки 9, в средней части которых целесообразно установить боковые врубовые зубки 10. Корпус 1 имеет ударный торец 11.
Буровая коронка работает в совокупности с погружным пневмоударником. Ударный торец 11 ее корпуса 1 передает энергию удара бойка пневмоударника через корпус 1 периферийным породоразрушающим вставкам 4, центрирующему врубовому зубку 5 и боковым врубовым зубкам 10. При вращении буровой коронки происходит равномерное разрушение забоя скважины. Боковые врубовые зубки 10, установленные в средней части кулачков 9, обеспечивают разрушение центральной части забоя скважины в крепких горных породах. Промывочный агент по каналам 2 и 3 в корпусе 1 проходит к периферийным породоразрушающим вставкам 4, а по центральному каналу 2 и продольным каналам 7 поступает к центрирующему врубовому зубку 5 и боковым врубовым зубкам 10. При этом осуществляется интенсивная очистка от буровой мелочи и охлаждение породоразрущающих кромок 8 центрирующего врубового зубка 5 в центральной опережающей части корпуса 1. Промывочный агент, проходя по продольным каналам 7, выполненным в зоне центрального отверстия 6, охлаждает кулачки 9, что обеспечивает стабильность условий крепления центрирующего врубового зубка 5 и боковых врубовых зубков 10, что повышает эффективность работы буровой коронки при бурении скважин и в крепких горных породах.
1. Буровая коронка, содержащая корпус с центральным и боковыми каналами для прохода промывочного агента к периферийным породоразрушающим вставкам, установленным в корпусе, и центрирующий врубовый зубок, закрепленный в центральном отверстии, выполненном в опережающей части корпуса, отличающаяся тем, что в корпусе по образующей цилиндрической поверхности его центрального отверстия выполнены продольные каналы, которыми указанный центральный канал сообщен с поверхностью центральной опережающей части корпуса, образующие в зоне упомянутого центрального отверстия кулачки.
2. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что в средней части кулачков установлены боковые врубовые зубки.
