БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2005 года по МПК E21B10/36 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровому породоразрушающему инструменту для ударно-вращательного бурения крепких пород.

Известна буровая коронка, содержащая корпус и твердосплавную призматическую вставку [1].

Недостатком этой коронки является то, что в процессе бурения в лезвии вставки происходит накопление напряжений от действия ударных нагрузок, что приводит к разрушению лезвия.

Известна буровая коронка, содержащая цилиндрический корпус, армированный твердосплавной пластиной с двумя сферическими выступами на периферийных ее участках, и клиновым лезвием, соединяющим сферические выступы [2]. Эта буровая коронка взята нами в качестве прототипа.

Однако данная конструкция имеет невысокую скорость бурения, поскольку процесс разрушения породы сферическими выступами происходит в условиях большого сопротивления как на периферийных участках забоя, так и в центральной его части.

Задачей изобретения является повышение скорости бурения за счет увеличения трещиноватости породы в центральной части забоя.

Это достигается тем, что в буровой коронке, содержащей цилиндрический корпус, армированный твердосплавной пластиной с клиновым лезвием в центральной части и двумя сферическими выступами на периферийных ее участках, твердосплавная пластина снабжена дополнительным клиновыми лезвием, центр каждого из которых расположен на прямой линии, соединяющей центры сферических выступов, и на одинаковом от оси коронки расстоянии, равном половине длины отрезка от этой оси до одного из сферических выступов, а проекции лезвий на горизонтальную поверхность пластины направлены под углом менее 90° к прямой линии и навстречу друг другу.

На фиг.1 изображена буровая коронка, вид сбоку; на фиг.2 изображена буровая коронка, вид со стороны рабочей части; на фиг.3 - твердосплавная пластина.

Буровая коронка состоит из цилиндрического корпуса 1, армированного твердосплавной пластиной 2 с двумя сферическими выступами 3 и клиновыми лезвиями 4. Сферические выступы расположены на периферийных участках пластины, а клиновые лезвия между этими выступами 3 и составляющие с пластиной одно целое. При этом центры лезвий находятся на прямой, соединяющей центры сферических выступов, и на одинаковом расстоянии от оси коронки, причем величина расстояния равна половине длины отрезка от этой оси до одного из сферических выступов. Для обеспечения большей трещиноватости горных пород в процессе бурения лезвия наклонены относительно друг друга таким образом, что их проекции на горизонтальную поверхность пластины направлены под углом менее 90° к вышеуказанной прямой линии и навстречу друг к другу. Величина угла наклона лезвий зависит от крепости породы. Для крепких пород угол наклона лезвий составляет 45°, что показано на фиг.2. При увеличении крепости породы угол наклона лезвий увеличивается до 90°.

Буровая коронка работает следующим образом.

В процессе бурения сферические выступы разрушают периферийную часть забоя и испытывают максимальное сопротивление породы при ее разрушении, а клиновые лезвия воздействуют на породу центральной его части. При вышеописанном расположении клиновых лезвий под действием ударной нагрузки происходит воздействие сдвигающих сил от наклонных граней лезвий на породу, находящуюся между ними, и на породу - с внешней их стороны. Поскольку на породу между лезвиями имеет место двустороннее воздействие сил, а на породу с внешней стороны - одностороннее воздействие сил, то в первом случае создают максимальную концентрацию напряжений в этой зоне, что вызывает появление большего количества трещин по сравнению со вторым случаем.

В результате чего происходит распространение трещин и разупрочнение породы от центральной зоны забоя к периферийной ее части и это позволяет повысить скорость бурения в 1,2 раза, что подтверждено экспериментальными исследованиями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. К.И.Иванов и др. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1987, с.215.

2. Авторское свидетельство СССР №817244, кл³. Е 21 В 10/46 17.05.79. (прототип).

Изобретение относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему буровому инструменту для ударно-вращательного бурения крепких пород. Буровая коронка содержит цилиндрический корпус, армированный твердосплавной пластиной с двумя клиновыми лезвиями в центральной части и сферическими выступами на ее периферийных участках. Твердосплавная пластина снабжена дополнительным клиновым лезвием, центр каждого из которых расположен на прямой линии, соединяющей центры сферических выступов, и на одинаковом от оси коронки расстоянии, равном половине длины отрезка от этой оси до одного из сферических выступов. Проекции лезвий на горизонтальную поверхность пластины направлены под углом менее 90° к прямой линии и навстречу друг другу. Повышается производительность буровой коронки за счет увеличения скорости бурения. 3 ил.

Буровая коронка, содержащая цилиндрический корпус, армированный твердосплавной пластиной с клиновым лезвием в центральной части и двумя сферическими выступами на периферийных ее участках, отличающаяся тем, что твердосплавная пластина снабжена дополнительным клиновым лезвием, центр каждого из которых расположен на прямой линии, соединяющей центры сферических выступов, и на одинаковом от оси коронки расстоянии, равном половине длины отрезка от этой оси до одного из сферических выступов, а проекции лезвий на горизонтальную поверхность пластины направлены под углом менее 90° к прямой линии и навстречу друг другу.