АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2011 года по МПК E21B10/48 E21B10/62 

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна.

Известна алмазная буровая коронка, содержащая корпус с матрицей, разделенной промывочными пазами на рабочие секторы, армированные вставками из синтетических алмазов (см. Исаев М.И. Технический прогресс и новые достижения в колонковом бурении. Л.: Недра, 1976, с.99).

Недостатком данной коронки является малая механическая скорость бурения из-за заполирования алмазов.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является алмазная буровая коронка, включающая корпус с алмазосодержащей матрицей, разделенной пазами на секторы, и подпружиненные в осевом направлении вкладыши из абразивного материала, установленные между секторами (см. авт. св. СССР №448266, кл. Е21В 10/48, 1974 г.).

В данной коронке благодаря использованию вкладышей из абразивного материала уменьшена вероятность заполирования алмазов, значительно снижающая как механическую скорость бурения, так и проходку на коронку.

К недостаткам данной коронки следует отнести сравнительно невысокую эффективность ее работы, что связано с быстрым выходом вкладышей из строя. Это объясняется с тем, что вкладыши в процессе спуско-подъемных операций постоянно выступают над матрицей. А так как они выполняются из легко разрушаемого материала, то при контакте со стенками скважины, а также - с забоем, в момент установки коронки после спуска, а также при расходке бурового снаряда, то велика вероятность преждевременного выхода их из строя. Этот негативный эффект усиливается также и за счет вероятности заклинивания вкладышей в пазах корпуса из-за попадания шлама в зону расположения пружины.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем увеличения проходки и механической скорости бурения за счет предохранения вкладышей от преждевременного выхода их из строя.

Поставленный технический результат достигается тем, что в алмазной буровой коронке, включающей корпус с алмазосодержащей матрицей, разделенной пазами на секторы, и подпружиненные в осевом направлении вкладыши из абразивного материала, установленные между секторами, согласно изобретению, вкладыши в исходном состоянии установлены заподлицо с торцом матрицы и выполнены с полостью, сообщенной с полостью корпуса, при этом вкладыши соединены с корпусом посредством пружин растяжения.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:

- полость корпуса сообщена с полостью каждого вкладыша посредством втулки;

- вкладыши выполнены с каналами, сообщающими полость вкладыша с затрубным пространством.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид коронки; фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Предложенная алмазная буровая коронка содержит цилиндрический корпус 1 с присоединительной резьбой 2, алмазосодержащую матрицу 3, разделенную промывочными пазами 4 на секторы 5, и подпружиненные в осевом направлении вкладыши 6 из абразивного материала. Вкладыши 6 установлены в дополнительных пазах 7 между секторами 5 и соединены с корпусом 1 посредством пружин растяжения 8, причем в исходном положении вкладыши 6 не выступают над торцом матрицы 3. Вкладыши 6 выполнены с полостью 9, которая сообщена с полостью 12 корпуса 1 посредством втулок 10, а с затрубным пространством - посредством каналов 11 в материале вкладыша 6.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Корпус 1 коронки посредством резьбы 2 соединяется с колонковым снарядом и спускается в скважину. При спуске снаряда в скважину вкладыши 6 не контактируют со стенками скважины, а при постановке коронки на забой - с дном скважины, что предотвращает их от сколов и преждевременного выхода из строя. В процессе бурения под давлением промывочной жидкости, которая подается в полость 9 вкладышей 6 через втулки 10, вкладыши 6 выдвигаются в осевом направлении, преодолевая сопротивление пружины растяжения 8, удерживающей вкладыши 6 при транспортировке на забой в утопленном в дополнительных пазах 7 положении. При этом усилие пружин 8 подбирается с таким расчетом, чтобы в процессе бурения при минимально необходимом объеме прокачиваемой промывочной жидкости обеспечивался постоянный контакт абразивного материала вкладышей 6 с забоем. Это гарантирует износ абразивного материала и подачу его под алмазосодержащую матрицу 3. При этом путем регулирования объема подаваемой жидкости можно менять усилие поджатия вкладышей к забою, а следовательно и объем абразивного материала, подаваемого под матрицу 3. Благодаря этому обеспечивается постоянное обнажение алмазных зерен матрицы 3 и повышение эффективности их работы благодаря исключению процесса заполирования алмазов и самой матрицы. Наличие каналов 11 во вкладышах 6 уменьшает вероятность зашламования пружин 8. Разрушенная горная порода и абразивный материал выносятся промывочной жидкостью на поверхность, поступающей на забой через промывочные пазы 4 и каналы 11.

Использование предложенной коронки позволяет обеспечить эффективность ее работы в процессе всего времени работы за счет исключения преждевременного выхода вкладышей из строя.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. Технический результат изобретения - повышение эффективности работы коронки благодаря исключению преждевременного выхода ее вкладышей из строя. Коронка включает корпус с алмазосодержащей матрицей, разделенной пазами на секторы, и подпружиненные в осевом направлении вкладыши из абразивного материала, установленные между секторами в дополнительных пазах. Вкладыши в исходном положении установлены без выступа над торцом матрицы и выполнены с полостью, сообщенной с полостью корпуса, при этом вкладыши соединены с корпусом посредством пружин растяжения. Полость корпуса сообщена с полостью каждого вкладыша посредством втулки, а с затрубным пространством - каналами, выполненными в корпусе вкладыша. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Алмазная буровая коронка, включающая корпус с алмазосодержащей матрицей, разделенной пазами на секторы, и подпружиненные в осевом направлении вкладыши из абразивного материала, установленные между секторами, отличающаяся тем, что вкладыши в свободном состоянии установлены без выступа над торцом матрицы и выполнены с полостью, сообщенной с полостью корпуса, при этом вкладыши соединены с корпусом посредством пружин растяжения.

2. Алмазная буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что полость корпуса сообщена с полостью каждого вкладыша посредством втулки.

3. Алмазная буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что вкладыши выполнены с каналами, сообщающими полость вкладыша с затрубным пространством.