БУРОВАЯ КОЛЬЦЕВАЯ КОРОНКА Российский патент 2008 года по МПК E21B10/02 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам, предназначенным для бурения с непрерывным выносом породы.

Известна буровая коронка, включающая корпус с рабочим торцом, на котором закреплены скважино- и кернообразующие резцы, смещенные относительно диаметральных плоскостей, параллельных их режущим кромкам, в сторону, противоположную направлению вращения коронки, и наклонные радиальные каналы, сообщенные с внутренней полостью корпуса и с затрубным пространством (см. авт. св. СССР №1120736, кл. Е21В 10/02, 1983 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести вероятность повторного измельчения шлама и некачественное охлаждение резцов.

Недостатком этой коронки является уход значительной части промывочной жидкости в затрубное пространство, что отрицательно сказывается как на охлаждении резцов, так и на выносе кернового материала на поверхность через внутреннюю полость буровой колонны. Все это снижает эффективность работы буровой коронки.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы буровой коронки.

Для достижения указанного технического результата буровая кольцевая коронка, содержащая корпус с продольными пазами на наружной поверхности, соединяющими радиальные каналы корпуса и радиальные пазы на его рабочем торце, армированном скважино- и кернообразующими резцами, смещенными относительно диаметральных плоскостей, параллельных их режущим кромкам, в сторону, противоположную направлению вращения коронки, согласно изобретению она снабжена направляющей втулкой, расположенной на наружной поверхности корпуса и зафиксированной относительно него от проворота, при этом на внутренней поверхности направляющей втулки выполнены продольные пазы, сообщенные с радиальными каналами корпуса и радиальными пазами рабочего торца.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:

- направляющая втулка выполнена со шлицами на внутренней поверхности, а корпус - с взаимодействующими с ними ответными шлицами на наружной поверхности;

- направляющая втулка снабжена уплотнительным узлом, расположенным на ее наружной поверхности и выполненным в виде нескольких колец.

Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает общий вид коронки, разрез А-А на фиг.2, фиг.2 - вид со стороны рабочего торца; фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Буровая коронка включает корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и рабочим торцом 3, который армирован скважино- и кернообразующими резцами 4 и 5. Резцы 4 и 5 могут быть выполнены в виде твердосплавных пластин или дисков АТП (алмазно-твердосплавные пластины). Скважинообразующие резцы 4 установлены в пазах корпуса 1, а кернообразующие резцы 5 - во вставках 6. При этом режущие кромки 7 и 8 резцов 4 и 5 установлены относительно диаметральных плоскостей А-А и В-В параллельно и одновременно со смещением относительно них в сторону, противоположную направлению вращению коронки. Такое расположение резцов 4 и 5 обеспечивает их работу в режиме крупного скола, что благоприятно влияет на механическую скорость бурения. На внутренней и наружной поверхности корпуса 1 выполнены продольные пазы 9 и 10 соответственно, соединенные между собой радиальными пазами 11 на рабочем торце 3 корпуса 1, при этом боковые стенки пазов 11 выполнены по спирали Архимеда. Такая форма пазов 11 минимизирует сопротивление движению шлама. Наружные пазы 10 смещены относительно внутренних пазов 9 в сторону вращения коронки и сообщены радиальными каналами 12 с межтрубным пространством 13 бурильной колонны. Для повышения эффективности работы системы промывки коронка снабжена направляющей втулкой 14, расположенной на наружной поверхности корпуса 1 и зафиксированной относительно него от проворота. На внутренней поверхности направляющей втулки 14 выполнены продольные пазы 15, сообщенные с радиальными каналами корпуса 12 и радиальными пазами 11 рабочего торца 3. Направляющая втулка 14 выполнена со шлицами 16 (см. фиг.3) на внутренней поверхности, а корпус 1 - с взаимодействующими с ними ответными пазами 17 на наружной поверхности, что предотвращает нарушение заданной схемы очистки забоя от шлама. На наружной поверхности направляющей втулки 14 установлен уплотнительный узел в виде нескольких колец 18, которые могут быть выполнены из различного износостойкого материала, например полиуретана, эластомера и т.д. Направляющая втулка 14 крепится на корпусе 1 коронки посредством резьбовой втулки 20, что обеспечивает легкость ее монтажа и демонтажа, например, при смене уплотнительного узла 18.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевого усилия и крутящего момента резцы 4 и 5 производят разрушение породы, которая потоком агента: промывочной жидкости или сжатого воздуха, подаваемого из межтрубного пространства 13 через пазы 10 и 15, из-под торца коронки через радиальные пазы 11 подается в полость коронки и далее в полость керноприемной трубы 19. При этом, благодаря наличию направляющей втулки 14, очистной агент подается непосредственно на забой скважины, что уменьшает процент очистного агента, не участвующего в транспортировке породы через центральный канал коронки. Этому способствует также и то, что направляющая втулка 14 снабжена уплотнительным узлом 18, создающим дополнительное сопротивление очистному агенту, уходящему через затрубное пространство. Предложенная схема очистки забоя исключает повторное измельчение разрушенной породы, повышает кпд очистного агента и тем самым повышает эффективность работы коронки в целом.

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения с непрерывным выносом кернового материла. Позволяет повысить эффективность работы. Коронка содержит корпус с продольными пазами на наружной поверхности, соединяющими радиальные каналы корпуса и пазы на его рабочем торце, армированном скважино- и кернообразующими резцами, смещенными относительно диаметральных плоскостей, параллельных их режущим кромкам, в сторону, противоположную направлению вращения коронки. Коронка снабжена направляющей втулкой, расположенной на наружной поверхности корпуса и зафиксированной относительно него от проворота, при этом на внутренней поверхности направляющей втулки выполнены продольные пазы, сообщенные с радиальными каналами корпуса и радиальными пазами рабочего торца. Направляющая втулка зафиксирована от проворота относительно корпуса шлицевым соединением и снабжена узлом уплотнения, выполненным в виде нескольких колец или пружины, расположенных на наружной поверхности втулки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Буровая кольцевая коронка, содержащая корпус с продольными пазами на наружной поверхности, соединяющими радиальные каналы корпуса и пазы на его рабочем торце, армированном скважино- и кернообразующими резцами, смещенными относительно диаметральных плоскостей, параллельных их режущим кромкам, в сторону, противоположную направлению вращения коронки, отличающаяся тем, что она снабжена направляющей втулкой, расположенной на наружной поверхности корпуса и зафиксированной относительно него от проворота, при этом на внутренней поверхности направляющей втулки выполнены продольные пазы, сообщенные с радиальными каналами корпуса и радиальными пазами рабочего торца.2. Буровая кольцевая коронка по п.1, отличающаяся тем, что направляющая втулка выполнена со шлицами на внутренней поверхности, а корпус с ответными шлицами на наружной поверхности.3. Буровая кольцевая коронка по п.1, отличающаяся тем, что направляющая втулка снабжена уплотнительным узлом, расположенным на ее наружной поверхности и выполненным в виде нескольких колец.