КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК E21B10/26 

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

Известна буровая коронка, содержащая корпус, армированный твердосплавной пластинчатой вставкой, два канала, расположенных с противоположных сторон вставки и сообщенных с центральным промывочным каналом [1].

Недостатком этой коронки является неэффективная очистка забоя от разрушенной горной породы ввиду заштыбовки промывочных каналов.

Известна коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус, армированный твердосплавной пластинчатой вставкой, и два сегментных канала, которые сообщены с центральным промывочным каналом [2]. Эта коронка взята в качестве прототипа.

Однако данная конструкция имеет невысокую скорость бурения.

Задачей изобретения является повышение скорости бурения за счет улучшения очистки забоя от разрушенной породы и уменьшения потерь возмущающей силы от виброимпульсов, в результате чего на линии контакта вставки с забоем возрастает пиковая нагрузка.

Это достигается тем, что коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус, армированный твердосплавной пластинчатой вставкой, и два сегментных канала, сообщенных с центральным промывочным каналом, снабжена двумя вибраторами, которые расположены непосредственно под торцевой поверхностью твердосплавной вставки на периферийной части корпуса так, что их вертикальные оси перпендикулярны продольной оси вставки в вертикальной плоскости, а каждый сегментный канал образован одной из боковых стенок вставки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса в центральной его части. Кроме того, вибраторы выполнены с разными величинами длин беговых дорожек и масс, перемещаемых по этим дорожкам.

На фиг.1 изображена коронка в поперечном разрезе, на фиг.2 показан вид сверху, на фиг.3 - коронка в продольном разрезе.

Коронка для ударно-вращательного бурения состоит из корпуса 1, армированного твердосплавной пластинчатой вставкой 2, двух вибраторов, состоящих из беговых дорожек 3 и масс в виде шаров 4 или цилиндров 5 и расположенных непосредственно под торцевой поверхностью вставки на периферийной части корпуса, двух сегментных каналов 6 и 7, каждый из которых образован одной из боковых стенок 8, 9 вставки и внутренней цилиндрической поверхностью 10 корпуса 1 в центральной его части, центрального промывочного канала 11, сообщенного с сегментными каналами. При этом вибраторы выполнены с одинаковыми или разными величинами длин беговых дорожек 3 и масс в виде шаров 4 или цилиндров 5 за счет применения материала с одинаковой или разной удельной плотностью, а также за счет изменения их геометрических размеров. Вибраторы расположены таким образом, что их вертикальные оси перпендикулярны продольной оси вставки в вертикальной плоскости. Такое расположение вибраторов обеспечивает передачу значительной части ударной силы от вибрации пластинчатой вставке 2, за счет чего динамика ее воздействия на породу резко возрастает.

Коронка для ударно-вращательного бурения работает следующим образом.

В процессе бурения ударные импульсы от ударной машины (на фиг. не показана) воздействуют на корпус 1 со вставкой 2, разрушая горную породу на забое. При этом шаровые 4 или цилиндрические 5 массы вибраторов формируют виброимпульсы, воздействующие непосредственно на твердосплавную вставку, которая создает на линии контакта с забоем пиковую нагрузку, увеличивая удельное напряжение разрушения горной породы. Амплитуда и частота виброимпульсов зависит от массы шаров 4 или цилиндров 5 и длины беговых дорожек 3 вибраторов. В процессе разрушения горной породы осуществляют очистку забоя путем подачи промывочной жидкости через центральный промывочный канал 11 и два сегментных канала 6, 7. Вынос разрушенной горной породы с забоя происходит непосредственно в направлении от центра забоя к его периферийной части, что улучшает его очистку. За счет увеличения пиковой нагрузки на забое и улучшения очистки забоя скорость бурения крепких пород увеличилась в 1, 3 раза, что подтверждено экспериментальными испытаниями.

Источники информации

1. М.Г.Крапивин, И.Я.Раков, Н.И.Сысоев. Горные инструменты. М., Недра, 1990, с. 46.

2. Авторское свидетельство СССР № 991018, кл. Е 21 В 10/36 (прототип).

Использование: изобретение относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему буровому инструменту для ударно-вращательного бурения крепких пород. Позволяет увеличить скорость бурения. Коронка содержит корпус, армированный твердосплавной пластинчатой вставкой, два вибратора, расположенных непосредственно под торцевой поверхностью вставки на периферийной части корпуса. Вертикальные оси вибраторов перпендикулярны продольной оси вставки в вертикальной плоскости. Коронка имеет два сегментных канала, каждый из которых образован одной из боковых стенок вставки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса в центральной его части и сообщен с центральным промывочным каналом. Вибраторы выполнены с разными величинами длин беговых дорожек и масс, перемещаемых по этим дорожкам. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус, армированный твердосплавной пластинчатой вставкой, и два сегментных канала, сообщенные с центральным промывочным каналом, отличающаяся тем, что она снабжена двумя вибраторами, которые расположены непосредственно под торцевой поверхностью твердосплавной вставки на периферийной части корпуса так, что их вертикальные оси перпендикулярны продольной оси вставки в вертикальной плоскости, а каждый сегментный канал образован одной из боковых стенок вставки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса в центральной его части.2. Коронка для ударно-вращательного бурения по п.1, отличающаяся тем, что вибраторы выполнены с разными величинами длин беговых дорожек и масс, перемещаемых по этим дорожкам.