БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 1997 года по МПК E21B10/36 

Современный буровой инструмент для ударно-вращательного и ударно-поворотного способов бурения представляет собой коронку с закрепленными в ее теле путем пайки твердосплавными вставками. Амортизация коронки (затупление вставки) может быть устранена путем перезаточки лезвий.

Известная серийно выпускаемая коронка типа КТШ ( "Буровой инструмент машин ударного действия", каталог. М. 1983 г. с. 15, рис. 14). Разрушение горной породы достигается воздействием на нее цилиндрических твердосплавных штырей с лезвиями, впаянными в тело коронки.

Недостатком такой коронки является ее малая прочность. Острая кромка, как концентратор напряжений при больших энергиях удара подвержена катастрофическому затуплению и прекращению процесса бурения.

Наиболее близкой к заявляемой является коронка с цилиндро-сферическими вставками типа КСТ ("Горный журнал" 1987 г. N 6, с. 28 рис. "В"). Эта коронка состоит из корпуса с внутренней полостью и продувочным отверстием, а на рабочей поверхности коронки закреплены цилиндро-сферические вставки. Коронка не имеет недостатка КТШ, т.к. ее инденторы вставки выполнены безлезвийными, "тупыми", что не приводит к их быстрому разрушению при взаимодействии с горной породой.

Недостатком такой коронки является то, что твердосплавные вставки должны быть впаяны в корпус и могут использоваться в единственном положении относительно корпуса. Для восстановления работоспособности коронки требуется перезаточка вставок без отделения вставок от корпуса.

Задачей изобретения является повышение экономичности изготовления и долговечности коронки.

Эта задача достигается за счет применения твердосплавных вставок в форме усеченного конуса, которые вставляются с натягом в соответствующие конические отверстия в теле коронки.

Эти отверстия выполнены частично открытыми таким образом, чтобы одновременно обеспечивался контакт твердосплавных вставок с породой и предотвращалось выпадение вставок из корпуса коронки.

Твердосплавные вставки не требуется паять, что приводит к уменьшению затрат времени и материала при изготовлении коронки, а при ее затуплении требуется лишь удалить вставки, повернуть их на некоторый угол и установить вставки заново.

На фиг. 1 показана буровая коронка, состоящая из корпуса 1, посадочного гнезда 2 и продувочного отверстия 3. В корпусе коронки просверлены конические отверстия, в которые вставлены конические твердосплавные вставки 4 основанием конуса к периферии коронки для работы в монолитных породах. На фиг. 2 представлен вид этой коронки сверху. На фиг. 3 показана буровая коронка для работы в трещиноватых породах, здесь твердосплавные вставки вставлены вершиной конуса к периферии коронки. На фиг. 4 представлен вид этой коронки сверху, здесь е это расстояние между осями твердосплавных вставок 4.

Оси вставок I-I и II-II и ось коронки III-III расположены друг относительно друга так, что они перекрещиваются в пространстве (фиг. 3). В частном случае, в зависимости от свойств буримых пород, при уменьшении эксцентриситета е до нуля, оси вставок пересекаются с осью коронки (фиг. 1).

Так как в процессе работы твердосплавные вставки подвергаются усилиям со стороны забоя шпура, а вставки имеют коническую форму, в результате чего появляются осевые составляющие, стремящиеся переместить коническую вставку в сторону основания конуса, то в изобретении предусматривается выполнить угол конусности, меньшим угла трения для предотвращения выпадения вставок.

Буровая коронка работает следующим образом.

При ударе в месте контакта вставок с забоем происходит разрушение породы, затем коронка со штангой поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол, вновь ударяется о грудь забоя и т.д. таким образом происходит бурение. Разрушенная и измельченная порода под действием сжатого воздуха или воды, поступающих через отверстие 3, удаляется из шпура. В процессе работы коронка затупляется. После достижения допустимых площадок притупления на вставках последние удаляются, поворачиваются на некоторый угол и вставляются заново.

Использование: для бурения шпуров бурильными установками ударно-поворотного и ударно-вращательного действия. Сущность изобретения: буровая коронка включает корпус с внутренним посадочным гнездом для соединения со штангой и отверстиями для продувки или промывки шпуров и закрепленные на корпусе твердосплавные вставки. В корпусе выполнены частично открытые конические гнезда с геометрическими осями, перекрещивающимися с осью коронки. Твердосплавные вставки выполнены в виде усеченных конусов с углом конечности, меньшим угла трения материалов вставок и корпуса, и установлены в конических гнездах с натягом. 4 ил.

Буровая коронка, включающая корпус с внутренним посадочным гнездом для соединения со штангой и отверстиями для продувки или промывки шпуров и закрепленные на корпусе твердосплавные вставки, отличающаяся тем, что в корпусе выполнены частично открытые конические гнезда с геометрическими осями, перекрывающимися с осью коронки, а твердосплавные вставки выполнены в виде усеченных конусов с углом конусности, меньшим угла трения материалов вставок и корпуса и установлены в конических гнездах с натягом.