КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК E21B10/36 

Описание патента на изобретение RU2270319C1

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 разделенными между собой радиальными пазами и продувочными каналами, сообщающими полость корпуса с радиальными пазами (см. патент РФ №2004757, кл. Е 21 В 10/3 6, 1993 г.).

Известная 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 коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку 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 кпд при разрушении горных пород, 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 и разрушения твердосплавной вставки в случае попадания ее в трещины разрушаемой породы.

В связи с изложенным основной задачей предложенного технического решения является повышение эффективности работы коронки по трещиноватым породам при одновременном сохранении всех положительных свойств прототипа.

Поставленная задача решается тем, что коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку с диаметральным пазом под твердосплавную вставку, согласно изобретению снабжена, по меньшей мере, одним соединенным с корпусом коронки съемным ограничителем глубины внедрения твердосплавной вставки, торцевая поверхность которого смещена относительно торца твердосплавной вставки на регулируемую величину, при этом каждый ограничитель глубины внедрения твердосплавной вставки выполнен в виде диска с осевым каналом, соединенного с корпусом коронки посредством оси, диск установлен на оси эксцентрично, а ось вращения диска расположена под углом 80-100° к продольной оси корпуса коронки.

Решению поставленной задачи способствует также то, что:

- концевые участки осей, обращенные в сторону периферии коронки, выполнены гранеными, при этом диски установлены на граненых участках осей;

- диски выполнены с зубчатой наружной поверхностью;

- каждый диск закреплен съемно на оси посредством разрезного кольца;

- каждая ось под диск выполнена в виде коленчатого вала;

- корпус коронки выполнен со сквозным поперечным отверстием, в котором закреплена ось под диски, при этом ось отверстия совмещена с верхним торцом твердосплавной вставки.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид выполнения буровой коронки во фронтальной плоскости (предпочтительный вариант); фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; фиг.3 - диск ограничительного приспособления; фиг.4 и 5 - варианты выполнения ограничителя глубины внедрения твердосплавной вставки; фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5 и фиг.7 - сечение В-В на фиг.5.

Коронка для ударно-вращательного бурения содержит корпус 1 (см. фиг.1) с очистными каналами 2, присоединительный хвостовик 3 и рабочую головку 4 с диаметральным пазом 5, в котором установлена твердосплавная вставка 6. Коронка снабжена ограничительным приспособлением в виде, по меньшей мере, одного съемного элемента, включающего диск 7, соединенного с корпусом 1 посредством оси 8, расположенной под углом 80-100° к продольной оси 9 корпуса 1 коронки. Диск 7 выполнен с осевым каналом 10 с граненой внутренней поверхностью 11, а ось 8 - с ответной наружной поверхностью на концевых участках. От выпадения диски 7 удерживаются на оси 8 стопорным разрезным кольцом 12, устанавливаемым в кольцевой проточке 13 на оси 8. Для регулирования положения нижней кромки диска 7 относительно рабочего торца коронки диск 7 устанавливается на оси 8 эксцентрично. В зависимости от количества граней на концевых участках оси 8 можно регулировать расстояние опорных поверхностей дисков 7 относительно рабочего торца коронки. При выполнении дисков 7 с зубчатой наружной поверхностью каждый зуб 14 соответствует положению, определяющему расстояние h от рабочего торца коронки до ограничителя. Это позволяет более быстро устанавливать диск 7 в нужном положении, определяемом в зависимости от трещиноватости разбуриваемых пород и мощности ударного механизма. При использовании для каждого диска 7 отдельной оси 8 в виде коленчатого вала (фиг.1) обеспечивается приближение дисков 7 к забою без увеличения их размеров.

В ряде случаев (как правило, в коронках большого диаметра) может использоваться для каждого диска 7 отдельная ось в виде прямого стержня 15 (см. фиг.4).

Возможен вариант выполнения коронки с одной осью 16 (см. фиг.6) для двух дисков 7, размещенных по обе стороны от диаметральной плоскости корпуса 1 коронки. Такой вариант выполнения оси 16 целесообразен при диаметре коронки более 76 мм. В этом случае могут использоваться диски 7 больших размеров, причем опорная часть твердосплавной пластины 6 совмещена с осью 16, а сама ось 16 располагается перпендикулярно продольной оси коронки. При этом в средней части верхнего торца твердосплавной вставки 6 выполняется паз 17 (см. фиг.6) под ось 16. В данном случае ось 16 выполняет дополнительную функцию по предотвращению смещения твердосплавной вставки 6 в горизонтальной плоскости, что повышает надежность крепления твердосплавной вставки 6, а тем самым и работоспособность всей коронки в целом.

Другим вариантом крепления дисков 7 является использование для этой цели шурупа 18 (фиг.7), жестко фиксирующего диск 7 с эксцентричным каналом на оси 15 или 16. В этом случае обеспечиваются бесступенчатое вращение дисков 7 и более плавное регулирование их положения относительно рабочего торца коронки или забоя скважины.

Коронка работает следующим образом.

Под действием крутящего момента и осевой нагрузки твердосплавная вставка 6 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 и разрушения твердосплавной вставки 6. Для исключения этого явления в предложенной коронке используются предохранительные съемные элементы, торцевая поверхность которых смещена относительно торца твердосплавной вставки 6 на определенную величину h, определяемую свойствами разбуриваемых пород и мощностью привода ударного механизма. Установка заданного смещения осуществляется путем вращения дисков 7 относительно неподвижной оси 8, 15 или 16. При использовании оси 8 с граненой наружной поверхностью регулирование величины h осуществляется путем снятия диска 7 и установки его на других гранях оси, причем, чем больше граней у оси 8 и диска 7, тем более плавно можно регулировать величину h. Наиболее плавное регулирование расстояния h достигается при использовании штифтового соединения диска 7 с осями 8, 15 или 16.

При затуплении твердосплавной вставки 6 производится ее перезаточка. При этом благодаря съемному выполнению дисков 7 последние снимаются и не препятствуют выполнению этой операции. Благодаря такому выполнению ограничителя подачи заточка твердосплавной вставки 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.

Похожие патенты RU2270319C1

название год авторы номер документа
ДВУХЛЕЗВИЙНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА 2004
  • Панин Николай Митрофанович
  • Чувилин Анатолий Михайлович
  • Якимов Вадим Петрович
RU2269637C1
БУРОВОЕ ДОЛОТО 2004
  • Ясашин Виталий Анатольевич
  • Сериков Дмитрий Юрьевич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2269636C1
БУРОВАЯ КОРОНКА 2011
  • Кононов Виктор Михайлович
  • Захаров Юрий Никитович
  • Михайлов Юрий Васильевич
  • Цатурян Эдуард Ованесович
  • Панин Николай Митрофанович
RU2459064C1
ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА 2005
  • Панин Николай Митрофанович
  • Цехмистренко Николай Михайлович
  • Скорняков Эдуард Петрович
RU2279526C1
ПРОМЫВОЧНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ДОЛОТА 2005
  • Панин Николай Митрофанович
  • Цехмистренко Николай Михайлович
  • Скорняков Эдуард Петрович
RU2279527C1
КОЛЬЦЕВАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА 2004
  • Панин Николай Митрофанович
  • Цехмистренко Николай Михайлович
  • Цехмистренко Павел Михайлович
RU2270317C1
КОРОНКА ДЛЯ БУРЕНИЯ С ГИДРООТТАЙКОЙ 2010
  • Панин Николай Митрофанович
  • Парамонова Ольга Викторовна
  • Шлапак Мирослав Валентинович
  • Малышев Андриан Андрианович
  • Дроздов Андрей Валерьевич
RU2442875C1
БУРОВАЯ КОРОНКА 2014
  • Панин Николай Митрофанович
RU2567565C1
БУРОВАЯ КОРОНКА 1992
  • Пинчук Николай Петрович[Ru]
  • Мельничук Игорь Павлович[Ru]
  • Панин Николай Митрофанович[Ru]
  • Перетяка Павел Владимирович[Ua]
  • Думкин Лев Николаевич[Ru]
RU2082867C1
КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ 2011
  • Кононов Виктор Михайлович
  • Щербак Евгений Николаевич
  • Захаров Юрий Никитович
  • Панин Николай Митрофанович
RU2473772C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 270 319 C1

Реферат патента 2006 года КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно для разбуривания трещиноватых пород. Позволяет повысить эффективность работы коронки по трещиноватым породам. Коронка содержит корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку с диаметральным пазом под твердосплавную вставку. Коронка снабжена, по меньшей мере, одним соединенным с корпусом коронки съемным ограничителем глубины внедрения твердосплавной вставки, торцевая поверхность которого смещена относительно торца твердосплавной вставки на регулируемую величину. Каждый ограничитель глубины внедрения твердосплавной вставки выполнен в виде диска с осевым каналом, соединенного с корпусом коронки посредством оси. Диск установлен на оси эксцентрично, а ось вращения диска расположена под углом 80-100°С к продольной оси корпуса коронки. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула изобретения RU 2 270 319 C1

1. Коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку с диаметральным пазом под твердосплавную вставку, отличающаяся тем, что она снабжена, по меньшей мере, одним соединенным с корпусом коронки съемным ограничителем глубины внедрения твердосплавной вставки, торцевая поверхность которого смещена относительно торца твердосплавной вставки на регулируемую величину, при этом каждый ограничитель глубины внедрения твердосплавной вставки выполнен в виде диска с осевым каналом, соединенного с корпусом коронки посредством оси, диск установлен на оси эксцентрично, а ось вращения диска расположена под углом 80-100°С к продольной оси корпуса коронки.2. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что концевые участки осей, обращенные в сторону периферии коронки, и осевой канал диска выполнены с ответными гранеными поверхностями, при этом диски установлены на граненых участках осей.3. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что диски выполнены с зубчатой наружной поверхностью.4. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что каждый диск съемно закреплен на оси посредством разрезного кольца.5. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что оси под диски выполнены в виде коленчатого вала.6. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что корпус коронки выполнен со сквозным поперечным отверстием, в котором закреплена ось под диски, при этом ось отверстия совмещена с верхним торцом твердосплавной вставки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2270319C1

Долото для ударно-вращательного бурения 1986
  • Яновский Илья Иосифович
  • Латышев Владимир Андреевич
  • Патрикеева Эсфирь Моисеевна
  • Панфилов Виктор Васильевич
  • Хайдин Николай Михайлович
  • Бочарникова Наталия Викторовна
  • Карасик Исаак Львович
  • Медовый Юрий Ариевич
  • Мамонтов Алексей Федосеевич
  • Гопен Александр Меерович
  • Горбунова Надежда Михайловна
SU1495426A1

RU 2 270 319 C1

Авторы

Панин Николай Митрофанович

Цехмистренко Николай Михайлович

Скорняков Эдуард Петрович

Гульницкий Лев Леонидович

Даты

2006-02-20Публикация

2004-07-05Подача