ДВУХЛЕЗВИЙНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2006 года по МПК E21B10/36 

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

Известна коронка для разбуривания трещиноватых пород, содержащая корпус с перьями, армированными твердосплавными вставками и разделенные между собой радиальными пазами, и продувочными каналами, сообщающими полость корпуса с радиальными пазами (см. п. РФ №2004757, кл. Е 21 В 10/36, 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 двухлезвийная буровая коронка, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку с диаметральным пазом под твердосплавные вставки (см. Крапивин М.Г. Горные инструменты, М.: Недра, 1979 г, стр.66, рис.3.26б.)

Данная коронка обеспечивает по сравнению с аналогом более высокий кпд при разрушении горных пород, имеет более простую конструкцию, требует меньшего расхода твердого сплава, обеспечивает удобство перезаточки и, как следствие этого, меньшую стоимость.

К недостаткам прототипа следует отнести малую эффективность при бурении под трещиноватым породам из-за возможности заклинивания и разрушения твердосплавных вставок в случае попадания их в трещины.

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 двухлезвийная буровая коронка, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку с диаметральным пазом под твердосплавные вставки, снабжена ограничительным приспособлением в виде съемного элемента и жестко соединенной с корпусом траверсой с осевым резьбовым каналом, а корпус коронки выполнен со сквозным осевым каналом для размещения съемного элемента, при этом съемный элемент выполнен в виде стержня с резьбой на наружной поверхности и с опорной пятой и размещен в осевом канале траверсы.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:

- корпус коронки соединен с присоединительным хвостовиком посредством резьбы, при этом траверса размещена между опорными торцами корпуса и хвостовика;

- твердосплавные вставки выполнены с разной длиной рабочих лезвий, причем длина лезвия одной вставки не менее радиуса коронки.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид выполнения буровой коронки во фронтальной плоскости (предпочтительный вариант); фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 фиг.3 - вид Б на фиг.1.

Буровая коронка содержит корпус 1 с очистными каналами 2, присоединительный хвостовик 3 и рабочую головку 4 с диаметральным пазом 5, в котором установлены твердосплавные вставки 6. Коронка снабжена ограничительным приспособлением в виде съемного элемента, включающего стержень 7 с резьбой на наружной поверхности и опорной пятой 8 на нижнем торце. Использование стержня 7 со съемной пятой 8 позволяет использовать для их изготовления материалы разной износостойкости. Если для изготовления стержня может быть использован наиболее дешевый материал, то для изготовления пяты 8, подвергающейся большему износу, используется более износостойкий материал. Это позволяет использовать один съемный элемент с несколькими буровыми коронками. Съемный элемент установлен с возможностью осевого перемещения и регулирования положения пяты 8 относительно рабочего торца коронки. Стержень 7 с опорной пятой 8 размещен в осевом канале 9 корпуса 1, проходящем между боковыми торцами твердосплавных вставок 6, которые выполнены с лезвиями 10 и 11, имеющими: разную длину. Причем длина лезвия 10 одной вставки не менее радиуса коронки. Такое выполнение вставок обеспечивает разрушение забоя по всему радиусу и исключает зависание корпуса 1 коронки на керне, образующимся в центральной части забоя. Стержень 7 может выполняться и без опорной пяты, т.е. в виде единого элемента, но с упрочненным нижним торцом. Для осевого перемещения съемного элемента используется винтовая пара, образованная траверсой 12 с осевым резьбовым каналом 13 и стержнем 7, размещенным в осевом канале 13 траверсы 12 с возможностью осевого перемещения. Траверса 12 неподвижно закреплена между опорными торцами корпуса 1 и хвостовика 3. Привод служит для установки стержня 7 с опорной пятой 8 на определенном расстоянии от торца твердосплавных вставок 6. Величина смещения опорной пяты 8 от торца коронки выбирается в зависимости от свойств разбуриваемых горных пород, в первую очередь с учетом их трещиноватости, и мощности используемого ударного механизма.

Коронка работает следующим образом. Под действием крутящего момента и осевой нагрузки твердосплавные вставки 6 внедряются в породу и разрушают ее. Образующийся при этом шлам выносится с забоя очистным агентом, подаваемым через каналы 2. При бурении по трещиноватым породам часто наблюдаются случаи заклинивания коронки и разрушения твердосплавных вставок 6. Для исключения этого явления в предложенной. коронке используется предохранительный съемный элемент, торцевая поверхность которого смещена относительно торца рабочей головки 4 на определенную величину, определяемую свойствами разбуриваемых пород и мощностью привода ударного механизма. Установка заданного смещения осуществляется винтовой парой путем вращения в ту или иную сторону стержня 7 относительно неподвижной траверсы 12.

Возможен вариант выполнения корпуса 1 и хвостовика 2 в виде единой детали. В этом случае траверса 12 фиксируется между опорными поверхностями хвостовика 2 и нижним торцом бура (не показан) или любым другим известным способом.

При затуплении твердосплавных вставок 6 производится их перезаточка, при этом, благодаря возможности осевого перемещения стержня 7, последний полностью удаляется из полости корпуса 1 коронки или поднимается таким образом, чтобы он не мешал проведению этой операции. Благодаря такому выполнению ограничителя заточка твердосплавных вставок 6 может быть осуществлена самыми простыми средствами, например наждачными кругами.

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.

Коронка предназначена для бурения по трещиноватым породам. Коронка содержит корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку с диаметральным пазом под твердосплавные вставки. Она снабжена ограничительным приспособлением в виде съемного элемента и жестко соединенной с корпусом траверсой с осевым резьбовым каналом. Корпус коронки выполнен со сквозным осевым каналом для размещения съемного элемента. Съемный элемент выполнен в виде стержня с резьбой на наружной поверхности и с опорной пятой и размещен в осевом канале траверсы. Корпус соединен с присоединительным хвостовиком посредством резьбы, при этом траверса размещена между опорными торцами корпуса и хвостовика. Твердосплавные вставки выполнены с разной длиной рабочих лезвий, причем длина лезвия одной вставки не менее радиуса коронки. Позволяет повысить эффективность работы коронки по трещиноватым породам. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Двухлезвийная буровая коронка, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку с диаметральным пазом под твердосплавные вставки, отличающаяся тем, что она снабжена ограничительным приспособлением в виде съемного элемента и жестко соединенной с корпусом траверсой с осевым резьбовым каналом, а корпус коронки выполнен со сквозным осевым каналом для размещения съемного элемента, при этом съемный элемент выполнен в виде стержня с резьбой на наружной поверхности и с опорной пятой и размещен в осевом канале траверсы.2. Двухлезвийная буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что корпус соединен с присоединительным хвостовиком посредством резьбы, при этом траверса размещена между опорными торцами корпуса и хвостовика.3. Двухлезвийная буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что твердосплавные вставки выполнены с равной длиной рабочих лезвий, причем длина лезвия одной вставки не менее радиуса коронки.