БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2004 года по МПК E21B10/36 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно, по трещиноватым породам.

Известна буровая коронка для трещиноватых пород, содержащая корпус с перьями, армированными твердосплавными вставками и разделенными между собой радиальными пазами, и продувочными каналами, сообщающими полость корпуса с радиальными пазами (см. п. РФ № 2004757, кл. Е 21 В 10/16, 1993 г.).

Данная коронка успешно работает при бурении по трещиноватым породам благодаря исключению заклинивания твердосплавных вставок в трещинах. Это достигается за счет использования в коронке нескольких перьев. Однако все многоперьевые коронки имеют существенные недостатки: малую скорость бурения, трудоемкость изготовления и перезаточки вставок и значительный расход дорогостоящего твердого сплава.

Наиболее близким к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительным хвостовиком и рабочей головкой с диаметральным пазом под твердосплавную вставку (авт. св. СССР № 1495426, кл. Е 21 В 10/36, 1983 г.).

Данная коронка обеспечивает по сравнению с аналогом более высокий к.п.д. при разрушении породы, имеет более простую конструкцию, требует меньшего расхода твердого сплава и обеспечивает удобство перезаточки.

К недостаткам прототипа следует отнести малую эффективность при бурении по трещиноватым породам из-за возможности заклинивания твердосплавной вставки.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является повышение эффективности работы коронки по трещиноватым породам при одновременном сохранении всех положительных свойств прототипа.

Поставленная задача решается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус с очистными каналами, присоединительным хвостовиком и рабочей головкой с диаметральным пазом под твердосплавную вставку, согласно изобретению корпус выполнен, по крайней мере, с одним предохранительным приливом, смещенным относительно вершины твердосплавной вставки в сторону присоединительного хвостовика, при этом высота Н твердосплавной вставки и величина смещения h предохранительного прилива от вершины твердосплавной вставки связаны соотношением h/H=0,l-0,5.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:

- в плане наружная поверхность каждого прилива имеет дугообразную форму с радиусом, соответствующим радиусу корпуса рабочей головки;

- корпус выполнен с двумя предохранительными приливами, расположенными в плане симметрично относительно твердосплавной вставки;

предохранительные приливы во фронтальной плоскости имеют клинообразную форму, при этом вершина клина расположена со стороны присоединительного хвостовика.

Изобретение поясняется чертежами, на которых

фиг.1 изображает общий вид выполнения буровой коронки во фронтальной плоскости (предпочтительный вариант);

фиг.2 - вид коронки со стороны рабочего торца;

фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.

Буровая коронка содержит корпус 1 с очистными каналами 2, присоединительным хвостовиком 3 и рабочей головкой 4 с диаметральным пазом 5, в котором установлена твердосплавная вставка 6. Рабочая головка 4 выполнена с одним или с несколькими (предпочтительно с двумя) предохранительными приливами 7, смещенными относительно вершины твердосплавной вставки 6 в сторону присоединительного хвостовика 3 на величину h, составляющую 0,1-0,5 от высоты Н твердосплавной вставки 6. Величина смещения h предохранительных приливов 7 выбирается в зависимости от свойств разбуриваемых горных пород (в первую очередь с учетом их трещиноватости) и оптимального количества заточек твердосплавной вставки, а количество предохранительных приливов 7 - в зависимости от типоразмеров буровых коронок. Чем больше диаметр коронки, тем больше может быть приливов. Оптимальное количество приливов для коронок диаметром менее 76 мм равняется двум. При этом оба прилива 7 расположены в плане симметрично относительно твердосплавной вставки 6, причем плоскость, соединяющая оси симметрии приливов 7 в плане составляет с продольной осью твердосплавной вставки 6 угол, равный 85-95°. Наружная поверхность предохранительных приливов 7 в плане имеет дугообразную форму с радиусом, соответствующим радиусу рабочей головки 4 коронки. Во фронтальной плоскости приливы 7 выполнены клинообразной формы, при этом вершина клина расположена со стороны присоединительного хвостовика 3.

Коронка работает следующим образом. Под действием крутящего момента и осевой нагрузки твердосплавная вставка внедряется в породу и разрушает ее. Образующийся при этом шлам выносится с забоя очистным агентом, подаваемым через каналы 2. При бурении по трещиноватым породам часто наблюдаются случаи заклинивания коронки. В предложенной коронке это исключается полностью благодаря наличию предохранительных приливов 7, торцевая поверхность которых смещена относительно вершины твердосплавной вставки 6 на определенную величину, определяемую свойствами разбуриваемых пород, количеством заточек и мощностью привода ударного механизма. Предохранительные приливы 7 в плане выполнены с наружным диаметром, равным диаметру рабочей головки 4, что исключает радиальное биение коронки и сколы твердосплавных вставок. При затуплении твердосплавной вставки 6 производится ее перезаточка, при этом благодаря отсутствию армировки на предохранительных приливах для проведения этой операции могут быть использованы самые простые средства, например наждачные круги.

Таким образом, применение предложенной коронки обеспечивает высокую механическую и рейсовую скорости бурения за счет исключения заклинивания вставок при разбуривании трещиноватых пород при одновременном обеспечении удобства перезаточек затупившихся вставок.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно, к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно, по трещиноватым породам. Буровая коронка содержит корпус с очистными каналами, присоединительным хвостовиком и рабочей головкой с диаметральным пазом под твердосплавную вставку. Корпус выполнен, по меньшей мере, с одним предохранительным приливом, смещенным относительно вершины твердосплавной вставки в сторону присоединительного хвостовика. Высота Н твердосплавной вставки и величина смещения h предохранительного прилива от вершины твердосплавной вставки связаны соотношением h/H = 0,1 - 0,5. В плане наружная поверхность каждого прилива может иметь дугообразную форму с радиусом, соответствующим радиусу корпуса рабочей головки. Корпус коронки может быть выполнен с двумя предохранительными приливами, расположенными в плане симметрично относительно твердосплавной вставки. Предохранительные приливы во фронтальной плоскости могут иметь клинообразную форму, при этом вершина клина расположена со стороны присоединительного хвостовика. Повышается эффективность работы коронки по трещиноватым породам. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Буровая коронка, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительным хвостовиком и рабочей головкой с диаметральным пазом под твердосплавную вставку, отличающаяся тем, что корпус выполнен по меньшей мере с одним предохранительным приливом, смещенным относительно вершины твердосплавной вставки в сторону присоединительного хвостовика, при этом высота Н твердосплавной вставки и величина смещения h предохранительного прилива от вершины твердосплавной вставки связаны отношением h/H = 0,1 - 0,5.2. Буровая коронка по п. 1, отличающаяся тем, что в плане наружная поверхность каждого прилива имеет дугообразную форму радиусом, соответствующим радиусу корпуса рабочей головки.3. Буровая коронка по п. 1, отличающаяся тем, что корпус ее выполнен с двумя предохранительными приливами, расположенными в плане симметрично относительно твердосплавной вставки.4. Буровая коронка по п.1 или 3, отличающаяся тем, что предохранительные приливы во фронтальной плоскости имеют клинообразную форму, при этом вершина клина расположена со стороны присоединительного хвостовика.