БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2012 года по МПК E21B10/02 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, предназначенным для разрушения, преимущественно абразивных и перемежающихся по твердости пород.

Известна буровая коронка, включающая корпус с породоразрушающими вставками, состоящими из опорной пластины, основных керно- и скважинообразующих резцов со ступенчатым расположением и со смещением основных керно- и скважинообразующих резцов в радиальной плоскости (см. авт. св. СССР №530941, кл. Е21В 10/02, 1976 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести сложность монтажа вставок в гнездах корпуса, что неминуемо снижает качество изделий и их технико-экономические показатели.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая короночное кольцо с пазами на торце, в которых закреплены породоразрушающие вставки, содержащие твердосплавные резцы, закрепленные на передней грани опорной пластины посредством оберточной и установочной пластин (см. Корнилов Н.И. и др. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин. М., Недра, 1979 г, с.171-175).

Недостатком этой коронки является неоправданно высокая металлоемкость твердосплавных резцов из-за наличия у них специальных технологических приливов на нерабочем торце, используемых исключительно только при креплении резцов в процессе пайки. Учитывая высокую стоимость твердого сплава, наличие указанных приливов ведет к значительному удорожанию буровых коронок. Кроме того, получение твердосплавных резцов такой формы требует использования специальных сложных форм пресс-форм, что также увеличивает трудоемкость их изготовления. Все это ведет к удорожанию стоимости коронок. Другим недостатком известной коронки является сравнительно низкая производительность из-за поломок твердосплавных резцов, связанных с внутренними напряжениями, возникающими при изготовлений резцов сложной формы.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является снижение стоимости буровых коронок и повышение их технико-экономических показателей.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей короночное кольцо с пазами на торце, в которых закреплены породоразрушающие вставки, содержащие твердосплавные резцы, закрепленные на передней грани опорной пластины посредством оберточной и установочной пластин, согласно изобретению оберточная пластина выполнена с выступами, расположенными со стороны рабочего торца коронки с возможностью взаимодействия с рабочими торцами твердосплавных резцов, при этом количество выступов на торце каждой оберточной пластины соответствует числу резцов во вставке.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:

- установочная пластина выполнена за одно целое с оберточной пластиной и имеет вид гофрированной ленты с пазами и площадкой под твердосплавные резцы, при этом площадка расположена между оберточной пластиной и гофрированной лентой;

- хвостовики твердосплавных резцов по всей длине выполнены с одинаковым поперечным сечением;

- выступы оберточной пластины в рабочем положении смещены относительно режущей кромки твердосплавных резцов в сторону, противоположную забою.

Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает общий вид коронки в разрезе, фиг.2 - оберточную пластину предложенной формы в увеличенном масштабе; на фиг.3 - фрагмент буровой коронки, вид со стороны рабочего торца; на фиг.4 - вставка в увеличенном масштабе

Буровая коронка включает короночное кольцо 1 с продольными промывочными пазами 2 и радиальными пазами 3 на торце, в которых закреплены породоразрушающие вставки 4. Последние содержат твердосплавные резцы 5, закрепленные на передней грани опорной пластины 6 посредством оберточной 7 и установочной пластин 8. Установочные пластины выполнены в виде гребенки и служат для ориентировки резцов 5. Оберточная пластина 7 выполнена с выступами 9, расположенными со стороны рабочего торца коронки с возможностью взаимодействия с рабочими торцами 10 твердосплавных резцов 5. При этом количество выступов 9 на торце каждой оберточной пластины 7 соответствует числу резцов 5, используемых в той же вставке 4. Хвостовики 16 всех твердосплавных резцов 5 выполнены по всей длине с одинаковым поперечным сечением, что значительно сокращает расход дорогостоящего твердого сплава и улучшает технологию изготовления резцов 5, что достигается благодаря применению более простых пресс-форм. Это повышает также и качество получаемых изделий и значительно снижает стоимость буровых коронок. Для предохранения выступов 9 оберточной пластины 7 от отрыва они смещены относительно режущей кромки 11 твердосплавных резцов 5 в сторону, противоположную забою.

Предусмотрен вариант выполнения буровой коронки, в которой установочные пластины 6 (см. фиг.2) выполнены за одно целое с оберточной пластиной в виде гофрированной ленты 12 с продольными пазами 13 и площадкой 14 под твердосплавные резцы 5. При этом площадка 14 расположена между оберточной пластиной 7 и гофрированной лентой 12, которая сама расположена на противоположном торце оберточной пластины 6 относительно выступов 9. При этом высота гофр должна быть равна (0.9-1.1) толщины твердосплавных резцов 5, что гарантирует надежную фиксацию резцов 5 благодаря контакту их по всей боковой поверхности. Ширина площадки 14 должна быть не менее толщины резцов 5 для обеспечения надежной фиксации их в вертикальной плоскости. Такое выполнение вставки 4 позволяет исключить установочную пластину 8 как отдельный элемент, что упрощает технологию ее монтажа. Выполнение оберточной пластины 6 с участком в виде гофрированной ленты 12 обеспечивает четкую фиксацию резцов 5 от их смещения в радиальном направлении. Этому способствует и наличие площадки 14, на которую опирается резец 5.

Изготовление буровой коронки осуществляется следующим образом. Опорная 6, установочная 8 и оберточная 7 пластины изготавливаются с использованием специальной заготовки пресс-автоматом. По первому варианту во внутрь оберточной пластины 7 устанавливаются опорная 6 и установочная 8 пластины. Затем в пазах установочной пластины 8 размещают твердосплавные резцы 5 и осуществляют окончательный зажим резцов 5 лепестками 15 оберточной пластины 6 в горизонтальной плоскости и выступами 9 в вертикальной плоскости. Готовые вставки 4 устанавливают в радиальных пазах 3 короночного кольца 1 и крепят их с короночным кольцом 1 методом пайки окунанием в специальные ванны. При этом благодаря использованию оберточных пластин 6 с выступами 9 резцы 5 надежно удерживаются во вставках 4 от осевого перемещения и выпадения в ванну с припоем. По второму варианту, когда оберточные пластины 7 выполнены за одно целое с установочными 8 в виде гофрированной ленты 12, резцы 5 устанавливают в продольных пазах 13 гофрированной ленты 12 с упором на площадки 14 и совместно с опорной пластиной 6 фиксируют с одного торца гофрированной лентой 12, а с другого торца - выступами 9. После этого резцы 5 вместе с опорной пластиной 6 зажимают лепестками 15 оберточной пластины 6 и окончательно крепят, как и в первом случае, пайкой окунанием в ванну с припоем.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента резцы 5 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится с забоя промывочной жидкостью, прокачиваемой насосами через бурильную колонну и короночное кольцо 1, выносится на поверхность через промывочные пазы 2 и далее через затрубное пространство к устью скважины.

Применение предложенной коронки позволяет значительно снизить расход твердого сплава, упростить технологию изготовления резцов, повысить их качество, а тем самым повысить эффективность ее работы и снизить стоимость буровых работ.

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения по трещиноватым и перемежающимся породам. Коронка содержит короночное кольцо с пазами на торце, в которых закреплены породоразрушающие вставки. Последние содержат твердосплавные резцы, закрепленные на передней грани опорной пластины посредством оберточной пластины и установочных элементов. Особенностью коронки является то, что оберточная пластина вставки выполнена с выступами, расположенными со стороны рабочего торца коронки с возможностью взаимодействия с рабочими торцами твердосплавных резцов, при этом количество выступов на торце каждой оберточной пластины соответствует числу резцов во вставке, причем выступы оберточной пластины смещены относительно рабочей кромки твердосплавных резцов в сторону, противоположную забою. Хвостовая часть твердосплавных резцов выполнена с одинаковым поперечным сечением по всей длине. Предусмотрен вариант выполнения установочных пластин за одно целое с оберточной пластиной в виде гофрированной ленты с пазами и площадкой под твердосплавные резцы, при этом площадка расположена между оберточной пластиной и гофрированной лентой. Применение предложенной коронки позволяет значительно снизить расход твердого сплава, упростить технологию изготовления резцов при одновременном повышении их качества, тем самым повысить эффективность ее работы и снизить стоимость буровых работ. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Буровая коронка, содержащая короночное кольцо с пазами на торце, в которых закреплены породоразрушающие вставки, содержащие твердосплавные резцы, закрепленные на передней грани опорной пластины посредством оберточной пластины и установочных элементов, отличающаяся тем, что оберточная пластина выполнена с выступами, расположенными со стороны рабочего торца коронки с возможностью взаимодействия с рабочими торцами твердосплавных резцов, при этом количество выступов на торце каждой оберточной пластины соответствует числу резцов во вставке.

2. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что установочная пластина выполнена за одно целое с оберточной пластиной и имеет вид гофрированной ленты с пазами и площадкой под твердосплавные резцы, при этом площадка расположена между оберточной пластиной и гофрированной лентой.

3. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что хвостовики твердосплавных резцов по всей длине выполнены с одинаковым поперечным сечением.

4. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что выступы оберточной пластины смещены относительно рабочей кромки твердосплавных резцов в сторону, противоположную забою.