БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2012 года по МПК E21B10/38 E21B10/60 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам, предназначенным для бурения, преимущественно, по мерзлым породам.

Известна буровая коронка, включающая корпус с породоразрушающими резцами и хвостовиком с осевым каналом для подачи промывочного агента (см. патент США №3163244, кл. 175-398, опубл. 1961 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести низкую скорость бурения из-за возможности повторного попадания разрушенной породы под твердосплавные резцы. Другим недостатком известной коронки является сильный перегрев породоразрушающих элементов из-за плохого охлаждения резцов.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус с твердосплавными резцами и полым хвостовиком с осевым и радиальными каналами для подачи очистного агента, выходные отверстия которых расположены над торцевыми поверхностями твердосплавных резцов и соединены с канавками, выполненными на боковой поверхности корпуса (см. авт. св. СССР №855179, кл. Е21В 10/36, 1981 г.).

Недостатком этой коронки является сравнительно небольшая эффективность работы, связанная с некачественной очисткой забоя от шлама. Последнее в свою очередь связано с неоптимальной схемой выполнения очистного узла коронки.

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

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус с твердосплавными резцами и полым хвостовиком с радиальными каналами для подачи очистного агента, выходные отверстия которых расположены над торцевыми поверхностями твердосплавных резцов и соединены с канавками, выполненными на боковой поверхности корпуса, согласно изобретению корпус выполнен с дополнительными каналами для подачи очистного агента, соединяющими полость хвостовика с торцом корпуса, продольными шламоотводящими пазами на наружной поверхности корпуса и дополнительными канавками на торце корпуса, при этом шламоотводящие пазы соединены с основными и дополнительными канавками.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что основные и дополнительные канавки выполнены на участке между радиальными и дополнительными каналами для очистного агента и шламоотводящими пазами и направлены относительно очистных каналов в сторону, противоположную направлению вращения корпуса.

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

Буровая коронка включает корпус 1 с полым резьбовым хвостовиком 2, твердосплавные резцы 3 и радиальные каналы 4 для подачи очистного агента, выходные отверстия которых сообщены с канавками 5 на боковой поверхности корпуса 1 и расположены над торцевыми поверхностями твердосплавных резцов 3. С целью улучшения работы очистного узла корпус 1 коронки выполнен с дополнительными каналами 8 для подачи очистного агента, соединяющими полость 7 хвостовика 2 с рабочим торцом 9 корпуса 1, продольными шламоотводящими пазами 6 на наружной поверхности корпуса 1 и дополнительными канавками 10, выполненными на торце 9 корпуса. При этом шламоотводящие пазы 6 соединены с основными 5 и дополнительными канавками 10, выполненными соответственно на боковой поверхности корпуса 1 и на его торце 9. Канавки 5 и 10 соединены с одной стороны с радиальными 4 и дополнительными 8 каналами для очистного агента, а с другой стороны - со шламоотводящими пазами 6 и направлены относительно очистных каналов 5 и 8 в сторону, противоположную направлению вращения коронки. Такая схема расположения канавок 5 и 10 позволяет исключить их зашламования благодаря образованию защитной стенки 11 в зоне контакта радиальных каналов 4, 8 с канавками 5 и 10.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента резцы 3 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится с забоя промывочной жидкостью, подаваемой с поверхности через бурильную колонну, соединенную с хвостовиком 2 коронки посредством резьбы. Из полости 7 хвостовика 2 через радиальные каналы 4 очистной агент направляется в зазор между корпусом 1 коронки и стенками скважины, а через каналы 8 - непосредственно на забой. Оттуда очистной агент через основные 5 и дополнительные 10 канавки, обогащенный шламом, направляется в шламоотводящие пазы 6 и выносится в затрубное пространство. Одновременно с отводом шлама очистной агент способствует охлаждению твердосплавных резцов 3, что достигается подачей очистного агента в наиболее проблемные зоны, которыми являются в первую очередь периферийные участки забоя. При этом путем подбора сечений каналов 4 и 8 и канавок 5 и 10 можно обеспечить создание в шламоотводящих пазах эжекционного эффекта, что дополнительно повысит эффективность удаления шлама с забоя скважины и обеспечит работы твердосплавных резцов по чистому забою.

Таким образом, применение предложенной схемы очистки забоя скважины от шлама позволяет повысить эффективность работы буровой коронки и тем самым снизить стоимость буровых работ.

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения, преимущественно, по мерзлым породам. Коронка содержит корпус с твердосплавными резцами и полым хвостовиком с осевым и радиальными каналами для подачи очистного агента, выходные отверстия которых расположены над торцевыми поверхностями твердосплавных резцов и соединены с канавками, выполненными на боковой поверхности корпуса. С целью повышения эффективности работы коронки корпус его выполнен с дополнительными каналами для подачи очистного агента, соединяющими полость хвостовика с торцом корпуса продольными шламоотводящими пазами на наружной поверхности корпуса и дополнительными канавками на торце корпуса, при этом шламоотводящие пазы соединены с основными и дополнительными канавками. Причем основные и дополнительные канавки, соответственно на боковой поверхности и торце корпуса, выполнены на участке между радиальными и дополнительными каналами для очистного агента и шламоотводящими пазами и направлены относительно очистных каналов в сторону, противоположную направлению вращения корпуса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Буровая коронка, содержащая корпус с твердосплавными резцами и полым хвостовиком с радиальными каналами для подачи очистного агента, выходные отверстия которых расположены над торцевыми поверхностями твердосплавных резцов и соединены с канавками, выполненными на боковой поверхности корпуса, отличающаяся тем, что корпус выполнен с дополнительными каналами для подачи очистного агента, соединяющими полость хвостовика с торцом корпуса, продольными шламоотводящими пазами на наружной поверхности корпуса и дополнительными канавками на торце корпуса, при этом шламоотводящие пазы соединены с основными и дополнительными канавками.

2. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что основные и дополнительные канавки выполнены на участке между радиальными и дополнительными каналами для очистного агента и шламоотводящими пазами и направлены относительно очистных каналов в сторону, противоположную направлению вращения корпуса.