АЛМАЗНЫЙ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 1998 года по МПК E21B10/46 

Изобретение относится к средствам сооружения скважин, а именно к породоразрушающему инструменту для бурения горных пород.

Известен алмазный породоразрушающий инструмент, включающий кольцевой корпус и прикрепленную к нему алмазонасыщенную матрицу, в котором для полного использования ресурсов наружных подрезных алмазов в матрице выполнены безалмазные прослои, расположенные по окружности с превышением каждого последующего прослоя под предыдущим (авт. св. СССР N 1348490, кл. E 21 B 10/48, 1987).

Однако конструкция данного инструмента не обеспечивает равномерного износа матрицы по внешнему диаметру.

Известен алмазный породоразрушающий инструмент, содержащий корпус и алмазоносную матрицу, разделенную промывочными канавками на сектора, при этом корпус и алмазоносная матрица соединены между собой связкой типа кольцевой выступ-кольцевой паз [1].

В данной конструкции возможен неравномерный износ алмазоносной матрицы. Кроме того, общим недостатком указанных технических решений является то, что срок службы корпуса породоразрушающего инструмента ограничен стойкостью алмазоносной матрицы.

Задача изобретения - разработка алмазного породоразрушающего инструмента с увеличенным сроком службы, при этом техническим результатом является возможность регулирования износа секторов матрицы, а также повышение равномерности обработки стенок скважин.

Технический результат достигается тем, что в алмазном породоразрушающем инструменте, содержащем корпус и разделенную промывочными канавками на сектора алмазоносную матрицу, установленную на корпусе при помощи соединения кольцевой выступ-кольцевой паз, согласно изобретению матрица установлена на корпусе с возможностью разъема причем сектора скреплены между собой посредством перемычек, прикрепленных к основаниям промывочных канавок, выполненных в корпусе выступающими в сторону матрицы с образованием опорных поверхностей совмещения, при этом основание промывочной канавки по толщине больше, чем сопряженный с ним кольцевой выступ.

Выполнение соединения для надежности по конусу кольцевой выступ-кольцевой паз с алмазоносной матрицей с возможностью разъема обеспечивает увеличение срока корпуса породоразрушающего инструмента, так как появляется возможность регулирования износа секторов матрицы по внешнему диаметру. При этом повышается равномерность обработки скважин, что положительно влияет на процесс кернообразования и сохранность заданной трассы скважин. Скреплением секторов между собой перемычками обеспечивается целостность алмазоносной матрицы, при этом перемычки в сочетании с основаниями промывочной канавки образуют систему крепления алмазоносной матрицы к корпусу.

Выполнением основания промывочной канавки в теле корпуса, выступающим в сторону алмазоносной матрицы толщиной большей, чем сопряженный с ним кольцевой выступ, создаются опорные поверхности, позволяющие обеспечить раздельную передачу параметров процесса бурения по плоскостям.

На фиг. 1 - изображен алмазный породоразрушающий инструмент, общий вид, разрез; на фиг. 2 - вид с торца матрицы; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Алмазный породоразрушающий инструмент содержит корпус 1 и алмазоносную матрицу 2, разделенную промывочными канавками 3 на сектора. Матрица 2 и корпус 1 имеют соединение кольцевой выступ 4 и ответный ему в алмазоносной матрице паз 5 с опорными поверхностями совмещения 6 выполненными по конусу. Алмазоносная матрица 2 установлена на корпусе 1 с возможностью их разъема, а сектора последней скреплены между собой перемычками 7, посредством чего матрица 2 крепежными элементами 8 прикреплена к основаниям промывочных канавок 3, выполненных в корпусе 1 выступающими в сторону матрицы опорными поверхностями 9. При этом основание промывочной канавки 3 по толщине больше, чем сопряженный с ним кольцевой выступ 4.

Алмазный породоразрушающий инструмент работает следующим образом.

После введения кольцевого выступа 4 корпуса 1 в ответный ему паз 5 алмазоносной матрицы 2 и закрепления последней на корпус 1 по перемычкам 7 крепежными элементами 8 к основаниям промывочных канавок 3 инструмент подготовлен к работе.

В процессе бурения осевая нагрузка от корпуса 1 к секторам алмазоносной матрицы 2 передается через опорные поверхности совмещения 6 кольцевого выступа 4 и ответного ему паза 5, взаимодействующих по конусу, а крутящий момент - через опорные поверхности 9 оснований промывочных канавок 3, контактирующих с секторами алмазоносной матрицы 2. После завершения процесса бурения и подъема алмазного породоразрушающего инструмента на поверхность определяют степень износа каждого сектора алмазоносной матрицы 2, после чего крепежными элементами 8 освобождают матрицу 2 от корпусов 1 и для достижения равномерного износа по внешнему диаметру матрицы меняют положение секторов последней на корпусе 1 путем поворота матрицы вокруг собственной оси.

Использование: изобретение относится к средствам сооружения скважин, а именно к породоразрушающему инструменту для бурения горных пород. Сущность изобретения: алмазный породоразрушающий инструмент содержит корпус и разделенную промывочными канавками на сектора алмазоносную матрицу, установленную на корпусе при помощи соединения кольцевой выступ - кольцевой паз. Матрица установлена на корпусе с возможностью разъема, причем сектора скреплены между собой посредством перемычек, прикрепленных к основаниям промывочных канавок, выполненных в корпусе выступающими в сторону матрицы с образованием опорных поверхностей совмещения. Основание промывочной канавки по толщине больше, чем сопряженный с ним кольцевой выступ. Опорные поверхности кольцевого выступа и кольцевого паза выполнены по конусу. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Алмазный породоразрушающий инструмент, содержащий корпус и разделенную промывочными канавками на сектора алмазоносную матрицу, установленную на корпусе при помощи соединения кольцевой выступ-кольцевой паз, отличающийся тем, что матрица установлена на корпусе с возможностью разъема, причем сектора скреплены между собой посредством перемычек, прикрепленных к основаниям промывочных канавок, выполненных в корпусе выступающими в сторону матрицы с образованием опорных поверхностей совмещения, при этом основание промывочной канавки по толщине больше, чем сопряженный с ним кольцевой выступ. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что опорные поверхности кольцевого выступа и кольцевого паза выполнены по конусу.