БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2001 года по МПК E21B10/36 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к коронкам для бурения взрывных скважин ударно-вращательным способам в особокрепких горных породах, и касается твердосплавных вставок для бурения пневмоударными коронками.

Известны буровые коронки [1], имеющие твердосплавные вставки со сферической формой поверхности, радиус которой больше радиуса вставки на некоторую величину. Указанные коронки с этими вставками используются при бурении особокрепких пород.

Общими с предложенным техническим решением признаками является сферическая форма поверхности твердосплавных вставок.

Однако следует заметить, что использование буровых коронок с твердосплавными вставками, радиус которых больше радиуса самой вставки, малоэффективно ввиду низкой "агрессивности" ее поверхности, так как в этом случае происходит переизмельчение породы на забое, а не крупный ее скол.

Известны другие буровые коронки [2] для ударно-вращательного бурения, содержащие корпус с системой продувочных каналов и головную часть, армированную твердосплавными вставками сферической формы.

Твердосплавные вставки указанных коронок имеют сферическую форму поверхности, радиус которой равен радиусу самой вставки. Такие вставки используются для бурения крепких пород.

Таким образом, общим с предложенным техническим решением признаком также является сферическая форма поверхности вставок.

Следует заметить, что в первом случае буровые коронки имеют высокую стойкость вставки при низкой эффективности разрушения породы, а во втором случае наоборот - низкую стойкость при бурении в особокрепких породах.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности бурения породы и работоспособности коронки за счет использования твердосплавных вставок со смещенной вершиной и их оптимального ориентирования относительно оси коронки.

Указанная цель достигается тем, что буровая коронка для ударно-вращательного бурения содержит корпус, головная часть которого армирована твердосплавными вставками, выполненными со смещенными вершинами рабочей части, при этом вершина каждой последующей вставки в пределах кольцевой зоны разрушения ориентирована относительно предыдущей вставки и центра оси коронки на 180^o, а выходные отверстия продувочных каналов выполнены с выходом каждого отверстия в различные кольцевые зоны разрушения.

На фиг. 1 показана головная часть с твердосплавными вставками со смещенными вершинами, на фиг. 2 - чертеж общего вида буровой коронки, на фиг. 3 - поперечный разрез кольцевой зоны разрушения и ее формирование в результате взаимодействия двух рядом расположенных вставок со сферическими поверхностями.

Буровая коронка состоит из корпуса 1 с системой продувочных каналов 2, головной части 3, армированной твердосплавными вставками 4 со смещенными вершинами 5.

При этом вершины 5 твердосплавных вставок 4 ориентированы так, что вершина каждой последующей вставки в пределах одной кольцевой разрушения ориентирована относительно предыдущей вставки со сферическими поверхностями 6 и 7 и центра оси коронки на 180^o.

Выходные отверстия 8 продувочных каналов 2 выполнены с выходом каждого отверстия в различные кольцевые зоны разрушения.

При бурении ударно-вращательным способом корпус 1 буровой коронки закрепляется в буксе пневмоударника /не показан/. По торцу корпуса 1 коронки пневмоударником наносится удар, под действием которого твердосплавные вставки 4 в первую очередь своими вершинами 5 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода удаляется из-под головной части 3 сжатым воздухом через выходные отверстия 8 продувочных каналов 2 и выносится на поверхность.

При одновременном ударе по коронке происходит ее вращение с образованием кольцевой зоны разрушения, при этом вершина каждой последующей вставки в пределах кольцевой зоны разрушения ориентирована относительно предыдущей вставки и центра оси коронки на 180^o.

В результате объем разрушения кольцевой зоны двумя соседними вставками со сферическими поверхностями 6 и 7 значительно больше и эффективнее, нежели зубками обычной формы.

Следует заметить, что оптимальная площадь контакта твердосплавных вставок при их внедрении в породу зависит от ее крепости, а это достигается смещением вершин 5 твердосплавных вставок 4. Чем крепче порода, тем больше смещение вершин 5 вставок 4, тем меньше вылет сферических поверхностей 6 и 7 над телом вставки.

Такое выполнение твердосплавных вставок с тем или иным смещением их вершин позволяет подбирать геометрию вставок под конкретную горную породу.

Технические преимущества заявляемого технического решения по сравнению с прототипом заключаются в следующем:
- наличие твердосплавных вставок, выполненных со смещением вершин рабочей части так, что вершина каждой последующей вставки в пределах кольцевой зоны разрушения ориентирована относительно предыдущей вставки и центра оси коронки на 180^o, позволяет повысить эффективность разрушения породы, а следовательно, работоспособности коронки;
- наличие ориентированных вершин твердосплавных вставок по указанным выше условиям позволяет использовать твердосплавные вставки с различными величинами смещения вершин, которое повлияет на величину вылета вставок, что даст возможность подбора соответствующей сферической поверхности вставки в соответствии с крепостью горной породы;
- расположение выходных отверстий продувочных каналов, выполненных с выходом каждого отверстия в различные кольцевые зоны разрушения, позволит улучшить вынос сколотых частичек горной породы из зоны разрушения.

Совокупность указанных технических преимуществ заявленного объекта по использованию в новом качестве по сравнению с прототипом обеспечивает положительный эффект согласно цели настоящего изобретения, заключающийся в повышении эффективности и работоспособности буровой коронки для ударно-вращательного способа бурения.

Источники информации
1. А.С. СССР N 1404631 от 1985 г., кл. E 21 B 10/36 /аналог/.

2. А.С. СССР N 1266954 от 1985 г., кл. E 21 B 10/36 /прототип/.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к коронкам для бурения скважин ударно-вращательным способом в особокрепких горных породах, и касается твердосплавных вставок для буровых коронок и выноса частичек породы. Буровая коронка содержит корпус с системой продувочных каналов, головная часть которого армирована твердосплавными вставками со смещенными вершинами рабочей части. Вершина каждой последующей вставки по отношению к предыдущей в пределах кольцевой зоны разрушения и относительно центра оси коронки ориентирована на 180^o. Выходные отверстия продувочных каналов выполнены с выходом каждого отверстия в различные кольцевые зоны разрушения. Повышаются эффективность бурения и работоспособность коронки. 3 ил.

Буровая коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с системой продувочных каналов, головная часть которого армирована твердосплавными вставками, отличающаяся тем, что твердосплавные вставки выполнены со смещенными вершинами рабочей части, при этом вершина каждой последующей вставки в пределах кольцевой зоны разрушения ориентирована относительно предыдущей вставки и центра оси коронки на 180^o, а выходные отверстия продувочных каналов выполнены с выходом каждого отверстия в различные кольцевые зоны разрушения.