Буровая коронка
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам с твердосплавным или алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. Технический результат заключается в повышении эффективности работы буровой коронки, в основном при бурении по перемежающимся и трещиноватым породам. Буровая коронка содержит корпус, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками, и амортизатор. Для повышения эффективности работы буровой коронки амортизатор выполнен в виде кольцевой многовитковой ленточной пружины с резьбами на концевых участках и с направляющей втулкой, оснащенной уплотнительным элементом, размещенным на наружной поверхности одного из ее концов. При этом втулка установлена телескопически внутри кольцевой пружины с возможностью перекрытия ее межвитковых зазоров и жестко соединена одним концом или с корпусом или с пружиной. Уплотнительный элемент втулки размещен между внутренней поверхностью корпуса или пружины и наружной поверхностью втулки, а наружная поверхность витков амортизатора оснащена износостойким материалом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам с твердосплавным или алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна.
Известна коронка для бурения скважин с отбором керна, включающая корпус с присоединительной резьбой, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на отдельные секторы с резцам (см. авт. св. СССР №1416655, кл. Ε21В 10/02, 1988 г.).
К недостаткам данной коронки следует отнести малую эффективность ее работы, что, в первую очередь, связано с некачественной очисткой забоя скважины от шлама из-за ухода жидкости через прорези корпуса. Это особенно сильно сказывается при бурении по мягким породам.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками, и амортизатор (см. патент РФ №2270317, кл. Ε21В 10/02, 2006 г.).
Недостатком этой коронки является сравнительно невысокая эффективность работы при бурении по перемежающимся и трещиноватым породам. Это связано с «потерей диаметра» скважины и ее законушением с образованием зауженных участков. Конушение скважины резко отрицательно сказывается на работе последующих буровых коронок из-за высокой вероятности их механического повреждения при прохождении через зауженные участки. Это может выразиться как в нарушении диаметра корпуса коронки, так и в нарушении схемы расположения резцов, оказывающей решающее влияние на показатели работы породоразрушающего инструмента.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы буровой коронки, в основном при бурении по перемежающимся и трещиноватым породам.
Указанный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками, и амортизатор, согласно изобретению амортизатор выполнен в виде кольцевой многовитковой ленточной пружины с резьбами на концевых участках с направляющей втулкой, оснащенной уплотнительным элементом, размещенным на наружной поверхности одного из ее концов, при этом втулка установлена телескопически внутри кольцевой пружины с возможностью перекрытия ее межвитковых зазоров и жестко соединена одним концом или с корпусом или с пружиной.
Достижению указанного технического результата способствует также и то, что уплотнительный элемент втулки размещен между внутренней поверхностью корпуса или пружины и наружной поверхностью втулки, при этом наружная поверхность витков амортизатора оснащена износостойким материалом.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид буровой коронки в продольном разрезе.
Предложенная буровая коронка содержит корпус 1, рабочий торец которого разделен промывочными пазами 2 на секторы, армированные износостойкими вставками 3, и амортизатор, выполненный в виде кольцевой многовитковой ленточной пружины 4 с резьбами 5 и 6 на концевых участках с направляющей втулкой 7. Втулка 7 оснащена уплотнительным элементом 8, размещенным на наружной поверхности одного из ее концов, свободных от резьбы. При этом втулка 7 установлена телескопически внутри кольцевой пружины 4 с возможностью перекрытия ее межвитковых зазоров и жестко соединена одним концом или с корпусом 1 или с пружиной 4. Уплотнительный элемент 8 втулки размещен между внутренней поверхностью корпуса 1 или пружины 4 и наружной поверхностью втулки 7, при этом наружная поверхность витков амортизатора оснащена износостойким материалом 9. В качестве такого материала может использоваться алмазное или твердосплавное вооружение, что определяется физико-механическими свойствами разбуриваемых пород.
Принцип работы предложенной буровой коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента порода разрушается износостойкими вставками 3 буровой коронки и выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой с поверхности. При бурении по перемежающимся и трещиноватым породам вставки 3 могут попасть в выемки на забое скважины, что может стать причиной их скола. Предложенная буровая коронка позволяет избежать это благодаря использованию пружинного амортизатора, гасящего ударные нагрузки на рабочие элементы коронки. Амортизатор, кроме указанной функции, выполняет также функцию расширителя зауженных участков скважины. Известно, что в процессе бурения вооружение коронки изнашивается и скважина начинает «терять диаметр». Для предотвращения сужения скважины используют амортизатор. В данной коронке с этой целью увеличивают осевую нагрузку и витки пружины 4 начинают увеличиваться в диаметре и обрабатывать стенки скважины износостойким материалом 9 и тем самым сохранять заданный диаметр скважины. Путем постоянного увеличения осевой нагрузки обеспечивается проходка скважины без зауженных участков, а следовательно и беспрепятственный спуск в скважину следующего породоразрушающего инструмента.
Применение предложенной буровой коронки позволяет также улучшить очистку забоя от шлама благодаря использованию ленточной пружины 4 в качестве шнека для удаления шлама как с забоя скважины, так и из призабойной зоны. Это, в свою очередь, повышает как проходку на коронку, так и скорость бурения.
Следует также отметить, что данная коронка уменьшает вероятность прихвата бурового снаряда благодаря уменьшению диаметра амортизатора при подъеме бурового снаряда с данной коронкой.
Таким образом, применение предложенной буровой коронки позволит максимально использовать ресурс работы ее рабочих элементов и тем самым повысить эффективность ее работы.
1. Буровая коронка, содержащая корпус, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками, и амортизатор, отличающаяся тем, что амортизатор выполнен в виде кольцевой многовитковой ленточной пружины с резьбами на концевых участках с направляющей втулкой, оснащенной уплотнительным элементом, размещенным на наружной поверхности одного из ее концов, при этом втулка установлена телескопически внутри кольцевой пружины с возможностью перекрытия ее межвитковых зазоров и жестко соединена одним концом или с корпусом или с пружиной.
2. Буровая коронка по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент втулки размещен между внутренней поверхностью корпуса или пружины и наружной поверхностью втулки.
3. Буровая коронка по п. 1, отличающаяся тем, что наружная поверхность витков амортизатора оснащена износостойким материалом.
