БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2012 года по МПК E21B10/02 E21B10/48 

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 и керно- и скважинообразующих резцов в радиальной плоскости (см. авт.св. СССР №530941, кл. E21B 10/02, 1976 г.).

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

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая короночное кольцо с присоединительной резьбой и пазами на торце, в каждом из которых закреплены основные, керно- и скважинообразующие твердосплавные резцы (см. Корнилов Н.И., Коган Д.И. и др. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1979 г., с.168-170).

Недостатком этой коронки является малая эффективность из-за не оптимальной схемы использования ресурса твердосплавных пластин.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки за счет увеличения проходки и скорости бурения.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей короночное кольцо с присоединительной резьбой и пазами на торце, в каждом из которых закреплены основные, керно- и скважинообразующие твердосплавные резцы, согласно изобретению резцы каждой группы выполнены дугообразной формы в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом резцы одной группы обращены выпуклой поверхностью в сторону оси скважины, а резцы другой группы - в сторону стенок скважины.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что основные резцы одной группы установлены с перекрытием промежутков между резцами соседней группы.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид коронки в разрезе, на фиг.2 - вид коронки со стороны рабочего торца.

Буровая коронка включает короночное кольцо 1 с присоединительной резьбой 2 и радиальными пазами 3 на торце, в каждом из которых закреплена группа твердосплавных резцов, имеющих дугообразную форму как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях. Каждая группа включает основные 4, скважино- и кернообразующие резцы 5 и 6 соответственно, причем резцы одной группы обращены выпуклой поверхностью в сторону оси скважины, а резцы смежной группы - в сторону стенок скважины. При этом скважино- и кернообразующие резцы 5 и 6 во всех группах установлены одинаково, а основные резцы 4 одной группы установлены с перекрытием промежутков между основными резцами 4 соседней группы, т.е. со смещением резцов одной группы относительно резцов другой группы. Этим обеспечивается поражение забоя по всей кольцевой поверхности забоя. Достигается это как за счет использования основных резцов 4 различной толщины, так и за счет использования прокладок 7 между ними разной толщины. В ряде случаев перекрытие промежутков между резцами 4 может быть достигнуто применением в группах разного количества основных резцов.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента твердосплавные пластины 4, 5 и 6 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой на забой скважины через бурильную колонну и корпус 1 коронки. Благодаря диаметрально противоположной ориентировке выпуклых участков резцов смежных групп разрушение породы осуществляется путем приложения усилия к породе под разными углами, что значительно эффективнее по сравнению с односторонним воздействием резцов на породу. При этом дугообразное выполнение резцов 4, 5 и 6 исключает радиальное их смещение относительно других резцов той же группы благодаря тому, что контактная поверхность их с припоем, служащим прокладкой 7 (при изготовлении коронок методом пайки или окунания), в несколько раз больше по сравнению с прототипом. Это практически исключает выпадение резцов и положительно влияет на стойкость коронки и тем самым способствует росту проходки на коронку. Дугообразное выполнение резцов в вертикальной плоскости обеспечивает их самозатачивание благодаря воздействию на породу разными группами резцов с противоположной ориентацией их выпуклой поверхности под разными углами. Причем самозатачивание резцов происходит как со стороны торца, т.е. по высоте, так и со стороны боковых поверхностей, что повышает и калибрующую способность резцов. Кроме того, самозатачивание резцов снижает энергоемкость процесса разрушения породы и повышает механическую скорость бурения.

Таким образом, предложенные форма выполнения твердосплавных пластин и схема их расположения обеспечивают надежность их крепления и уменьшение энергоемкости процесса разрушения породы. В целом это увеличивает эффективность работы буровой коронки.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, предназначенным для разрушения, преимущественно абразивных и перемежающихся по твердости пород. Обеспечивает повышение эффективности работы коронки. Коронка содержит короночное кольцо с пазами на торце, в каждом из которых закреплена группа твердосплавных резцов, включающих основные, скважино- и кернообразующие резцы. Резцы каждой группы имеют дугообразную форму в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При этом резцы одной группы обращены выпуклой поверхностью в сторону оси скважины, а резцы другой группы - в сторону стенок скважины, причем основные резцы одной группы установлены с перекрытием промежутков между основными резцами соседней группы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Буровая коронка, содержащая короночное кольцо с присоединительной резьбой и пазами на торце, в каждом из которых закреплены основные, керно- и скважинообразующие твердосплавные резцы, отличающаяся тем, что резцы каждой группы выполнены дугообразной формы в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом резцы одной группы обращены выпуклой поверхностью в сторону оси скважины, а резцы другой группы - в сторону стенок скважины.

2. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что основные резцы одной группы установлены с перекрытием промежутков между резцами соседней группы.