Стенд для определения оптимальной зернистости и концентрации алмазов в буровом инструменте

 

О П И С А"- Н- -И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ ((() 5I 9529

Сова Советскид

Социалистически

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.03.72 (21) 1756016/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.07,76 (51) M. Кл. Е 21В 9/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР по аелам иаебретоний и открытий (53) УДК 622.24.051.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Ю. Тумас и Н. В. Цыпин

Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский конструкторско-технологический институт синтетических сверхтвердых материалов и инструмента (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ

ЗЕРНИСТОСТИ И КОНЦЕНТРАЦИИ АЛМАЗОВ

В БУРОВОМ ИНСТРУМЕНТЕ

Изобретение относится к устройствам для определения оптимальной зернистости и концентрации алмазов в буровом инструменте применительно к определенным горно-геологическим условиям.

Известны стенды для определения оптимальной зернистости и концентрации алмазов, включающие буровой инструмент с приводом, алмазную коронку, образец горной породы и измерительные приспособления (1) . При этом выбор зернистости и концентрации осуществляется по величине осевого усилия и крутящего момента, обеспечивающих достижения заданной скорости бурения.

Недостатком указанного стенда является большая трудоемкость проведения исследований, связанная с отработкой коронок, армированных различными по величине и концентрации алмазами. Кроме того, из-за влияния большого количества посторонних факторов на скорость бурения трудно выделить влияние именно зернистости и концентрации алмазов.

Известен стенд для определения оптимальной зернистости и концентрации алмазов в буровом инструменте, включающий алмазоносную коронку, образец горной породы, измерительный столик и вращатель (2).

Однако и такое устройство не позволяет определить влияние только зернистости и концентрации алмазов на скорость бурения.

Целью изобретения является обеспечение дифференцированного определения режущих свойств алмазных зерен.

Это достигается тем, что в предлагаемом

5 устройстве коронка неподвижно закреплена на измерительном столике, а образец горной породы — во вращателе и выполнен в виде полого керна, толщина стенки которого равна ширине рабочего торца алмазоносной ко10 ронки

На чертеже изображен предлагаемый стенд, общий вид.

Для выбора оптимальной зернистости и концентрации алмазов в буровом инструменте

15 проводят лаоораторные испытания на режимах, соответствующих производственным режимам бурения. Для этого полому керну 1 горной породы посредством вращателя 2 сообщают вращательное движение со скоростью, 20 соответствующей скорости вращения алмазного инструмента, и поступательное перемещение, равное механической скорости проходки скважины. Устанавливая последовательно алмазоносные коронки 3 с различной зернисто25 стью и концентрацией алмазов 4, определяют, при каких условиях осевая нагрузка или крутящий момент будут минимальными.

Величину осевого усилия и крутящего момента измеряют тензометрическими датчиками

30 измерительного столика 5, на котором за519529

Формула изобретения

Составитель Н. Панин

Техред Т. Курилко

Корректор Л. Котова

Редактор 3. Ходакова

Заказ 1646/8 Изд, Хз 1460 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова,.2 креплена алмазоносная коронка 3, ширина рабочего торца которой равна толщине стенки полого керна 1.

В зону контакта керна 1 горной породы и алмазоносной коронки 3 через внутреннюю полость б подается охлаждающая жидкость.

В описанном стенде благодаря значительному обнажению алмазов, отсутствию замкнутого объема аналогично скважине, незначительной длине полого керна 1, интенсивного охлаждения плоской поверхности коронки 3 исключаюся вибрация и удары, заклинка шлама горных пород, износ матрицы, влияние геометрии, т. е. создаются условия «чистого» контакта алмаз — горная порода.

Получение стабильных достоверных данных по выбору зернистости и концентрации алмазов в буровом инструменте для заданных гор,но-геологических условий бурения позволяет значительно повысить эффективность алмазного бурения скважин.

Стенд для определения оптимальной зернистости и концентрации алмазов в буровом инструменте, включающий алмазоносную коронку, образец горной породы, измерительный столик и вращатель, отличающийся тем, что, с целью обеспечения дифференцированного определения режущих свойств алмазных зе10 рен, коронка неподвижно закреплена на измерительном столике, а образец горной породы — во вращателе и выполнен в виде полого керна, толщина стенки которого равна ширине рабочего торца алмазоносной коронки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Временная инструкция по колонковому ,бурению. М., Госгеолиздат, 1951, стр. 42 — 54.

2. Рабочие материалы совещания по алмазному бурению. «Апатит», 1966, стр. 152—

154,