КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК E21B10/46 

Описание патента на изобретение RU2473772C1

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по монолитным твердым породам.

Известна коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус, рабочий торец которого армирован скважино-, кернообразующими и центральными твердосплавными вставками, последние из которых установлены с опережением по высоте относительных первых (см. авт.св. СССР №222671, кл. Е21В 10/02, 1971 г.).

Существенным недостатком данной коронки является быстрый износ скважино- и кернообразующих вставок в процессе вращения в промежутках времени между ударами, так как сила прижатия их к забою неизменна и определяется осевой нагрузкой.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с очистными пазами, разделяющими торец коронки на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами, расположенными в передней части сектора, и расположенными в задней части сектора центральными резцами большего диаметра с большим вылетом и со скошенной вершиной (см. авт.св. СССР №1093783, кл. Е21В 10/36, 1984 г.).

Данная коронка обеспечивает по сравнению с аналогом более высокую стойкость. Однако она также не лишена определенных недостатков. К недостаткам прототипа следует отнести в первую очередь сравнительно высокую энергоемкость процесса разрушения породы, что значительно снижает эффективность работы коронки, особенно при бурении по твердым монолитным породам.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем снижения энергоемкости процесса разрушения твердых монолитных пород.

Указанный технический результат достигается тем, что в коронке для ударно-вращательного бурения, содержащей корпус с очистными пазами, разделяющими торец коронки на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами, расположенными в передней части сектора, и расположенными в задней части сектора центральными резцами большего диаметра с большим вылетом и со скошенной вершиной, согласно изобретению, по меньшей мере, часть скважино- и кернообразующих резцов выполнена с клиновидной рабочей головкой, лезвия которых в каждом секторе ориентированы под разным углом к радиусу коронки.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- резцы с клиновидной рабочей головкой установлены с чередованием по ходу вращения с резцами, имеющими полусферическую рабочую головку;

- хвостовики центральных резцов установлены с положительным углом наклона - α, определяемым по формуле: α=β+(1-5)°, где β - угол скоса вершины центральных резцов.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид выполнения буровой коронки со стороны рабочего торца; фиг.2 - вид А на фиг.1.

Буровая коронка содержит корпус 1, скважино-, кернообразующие и центральные резцы 2, 3 и 4 соответственно, очистные пазы 5, разделяющие торец коронки на рабочие секторы 6. Количество резцов 2, 3 и 4 во всех секторах одинаково и выбирается в зависимости от диаметра резцов и диаметра коронки. Расстояние между скважино- и кернообразующими резцами 2 и 3 выбирается в зависимости от структуры и текстуры разрушаемых пород. Количество центральных резцов 4 соответствует количеству секторов 6 коронки. Располагают их в задней части каждого сектора по ходу вращения коронки с перекрытием зазора между скважино- и кернообразующими резцами 2 и 3. Эти резцы имеют больший диаметр по сравнению с резцами 2 и 3 и установлены с некоторым опережением - h относительно них по высоте, исключающим трение резцов 2 и 3 о породу между ударами. Это достигается в том случае, когда величина опережения резцов 4 больше глубины внедрения резцов 2 и 3. Рабочая головка центральных резцов 4 выполнена со скосом - β, составляющим 15-30° в сторону вращения коронки, а хвостовик 7 их установлен с положительным углом наклона - α, определяемым по формуле: α=β+(1-5)°, где β - угол скоса вершины центральных резцов 4. Такая схема расположения резцов 4 обеспечивает передачу осевой нагрузки без возникновения составляющих усилий, способствующих расшатыванию хвостовика 7 резцов 4 в гнездах 8 корпуса 1. Это повышает надежность крепления центральных резцов 4. Кроме того, предложенная схема расположения рабочей кромки 9 резцов 4 обеспечивает более эффективное разрушение горных пород. Этому способствует также и оснащение скважино- и кернообразующих резцов 2 и 3 каждого сектора 6, по меньшей мере, несколькими резцами с клиновидной рабочей головкой 10, которые чередуются по ходу вращения коронки с резцами, имеющими полусферическую рабочую головку 2 и 3. Причем рабочие кромки 9 резцов с клиновидными рабочими головками в каждом секторе 6 ориентированы под разным углом к радиусу коронки. Это уменьшает вероятность образования «забойной рейки», которая значительно снижает эффективность разрушения породы и увеличивает энергоемкость этого процесса.

Коронка работает следующим образом. Под действием крутящего момента и ударной осевой нагрузки резцы 2, 3 и 4 внедряются в породу и разрушают ее. При этом центральные резцы 4 внедряются в породу на большую глубину, так как в начальный момент приложения осевой нагрузки на них приходится практически вся энергия удара. При вращении коронки скошенная поверхность резцов 4 «наезжает» на неразрушенный участок породы между скважино- и кернообразующими резцами 2 и 3 и поднимает последние из образованных ими лунок и тем самым исключает их трение о породу, а следовательно, и уменьшает их износ. Следующий удар резцов происходит в момент нахождения центральных резцов 4 над неразрушенным участком. В этом случае осевая нагрузка на резцы увеличивается за счет сжатия элементов бурового снаряда, что увеличивает эффективность разрушения породы. Этому способствует также и образование дополнительной плоскости обнажения за счет разновысотности резцов 2, 3 и 4 и более эффективному разрушению породы резцами с клиновидной рабочей головкой при контакте с предварительно смятой породой полусферическими рабочими головками резцов 2 и 3. Образующийся при этом шлам выносится с забоя очистным агентом, подаваемым через пазы 5.

Применение предложенной коронки обеспечивает увеличение проходки за счет более надежного крепления центральных резцов и механической скорости бурения за счет снижения энергоемкости процесса разрушения породы, и, как следствие этого, достигается снижение стоимости буровых работ.

Похожие патенты RU2473772C1

название год авторы номер документа
БУРОВАЯ КОРОНКА 2012
  • Кононов Виктор Михайлович
  • Ситников Дмитрий Сергеевич
  • Кононов Александр Викторович
  • Кочнов Юрий Михайлович
  • Панин Николай Митрофанович
RU2489563C1
БУРОВАЯ КОРОНКА 2008
  • Панин Николай Митрофанович
  • Егоров Николай Гаврилович
  • Чувилин Анатолий Михайлович
  • Сорокин Владимир Федорович
RU2359101C1
БУРОВАЯ КОРОНКА (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Чувилин Анатолий Михайлович
  • Кононов Виктор Михайлович
  • Кочнов Юрий Михайлович
  • Ситников Дмитрий Сергеевич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2492308C1
Коронка для ударно-вращательного бурения 1982
  • Николаев Игорь Ильич
  • Воронов Владимир Николаевич
  • Тимченко Анатолий Иванович
SU1093783A1
БУРОВАЯ КОРОНКА 2007
  • Панин Николай Митрофанович
  • Егоров Николай Гаврилович
  • Будюков Юрий Евдокимович
  • Гаврилов Лев Николаевич
  • Сорокин Владимир Федорович
RU2347057C1
БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ 2014
  • Кремлев Виталий Игоревич
  • Исаев Олег Николаевич
  • Сорокин Владимир Федорович
  • Панин Николай Митрофанович
RU2543766C1
БУРОВАЯ КОРОНКА 1992
  • Пинчук Николай Петрович[Ru]
  • Мельничук Игорь Павлович[Ru]
  • Панин Николай Митрофанович[Ru]
  • Думкин Лев Николаевич[Ru]
  • Перетяка Павел Владимирович[Ua]
  • Сорокин Владимир Федорович[Ru]
RU2074945C1
БУРОВАЯ КОРОНКА 2007
  • Панин Николай Митрофанович
  • Сорокин Владимир Федорович
  • Будюков Юрий Евдокимович
RU2332556C1
БУРОВАЯ КОРОНКА (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Сорокин Владимир Федорович
  • Чувилин Анатолий Михайлович
  • Кононов Александр Викторович
  • Щербак Евгений Николаевич
  • Панин Николай Митрофанович
RU2487227C1
БУРОВАЯ КОЛЬЦЕВАЯ КОРОНКА 2006
  • Панин Николай Митрофанович
  • Кирсанов Валерий Александрович
  • Сорокин Владимир Федорович
  • Орлов Владимир Иванович
RU2320845C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 473 772 C1

Реферат патента 2013 года КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по монолитным твердым породам. Она содержит корпус с очистными каналами, разделяющими торец коронки на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами. Скважино- и кернообразующие резцы расположены в передней и задней части сектора центральными резцами большего диаметра с большим вылетом и со скошенной вершиной. При этом, по меньшей мере, часть скважино- и кернообразующих резцов выполнена с клиновидной рабочей головкой, лезвия которых в каждом секторе ориентированы под разным углом к радиусу коронки. Резцы с клиновидной и полусферической рабочей головкой в каждом секторе установлены с чередованием по ходу вращения коронки. Хвостовики центральных резцов установлены с положительным углом наклона - α, определяемым по формуле: α=β+(1-5)°, где β - угол скоса вершины центральных резцов. Такое выполнение коронки позволяет увеличить эффективность разрушения и значительно снизить стоимость буровых работ. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 473 772 C1

1. Коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с очистными пазами, разделяющими торец коронки на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами, расположенными в передней части сектора, и расположенными в задней части сектора центральными резцами большего диаметра с большим вылетом и со скошенной вершиной, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть скважино- и кернообразующих резцов выполнена с клиновидной рабочей головкой, лезвия которых в каждом секторе ориентированы под разным углом к радиусу коронки.

2. Коронка для ударно-вращательного бурения по п.1, отличающаяся тем, что резцы с клиновидной рабочей головкой установлены с чередованием по ходу вращения с резцами, имеющими полусферическую рабочую головку.

3. Коронка для ударно-вращательного бурения по п.1, отличающаяся тем, что хвостовики центральных резцов установлены с положительным углом наклона α, определяемым по формуле: α=β+(1-5)°, где β - угол скоса вершины центральных резцов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2473772C1

Коронка для ударно-вращательного бурения 1982
  • Николаев Игорь Ильич
  • Воронов Владимир Николаевич
  • Тимченко Анатолий Иванович
SU1093783A1
Алмазная коронка 1976
  • Суманеев Николай Николаевич
  • Будюков Юрий Евдокимович
  • Волков Лев Леонидович
SU596709A1
Буровая коронка 1989
  • Суслов Евгений Иванович
  • Чувилин Анатолий Михайлович
  • Панкратов Виталий Викторович
  • Панин Николай Митрофанович
  • Королев Сергей Васильевич
  • Лавров Валерий Егорович
  • Кирилин Николай Михайлович
  • Продувалов Борис Владимирович
SU1640342A1
Буровая коронка 1988
  • Мязитов Касим Усманович
  • Парсаданов Аркадий Амоевич
  • Питерский Владимир Михайлович
  • Панин Николай Митрофанович
  • Аббасов Захид Асад Оглы
  • Зейналов Рахиб Рашид Оглы
SU1553645A1
Буровая коронка 1986
  • Мязитов Касим Усманович
  • Асланов Али Ибрагим Оглы
  • Питерский Владимир Михайлович
  • Панин Николай Митрофанович
  • Аббасов Захид Асад Оглы
  • Зейналов Рахиб Рашид Оглы
SU1476102A1
Автомат для сортировки полупроводниковых выпрямительных элементов по электрическим параметрам 1956
  • Дохман С.А.
  • Мачурин Д.И.
  • Харитонов Е.С.
SU108792A1
JP 7306069 A, 21.11.1995
US 4915182 A, 10.04.1990
US 4056152 A, 01.11.1977.

RU 2 473 772 C1

Авторы

Кононов Виктор Михайлович

Щербак Евгений Николаевич

Захаров Юрий Никитович

Панин Николай Митрофанович

Даты

2013-01-27Публикация

2011-10-27Подача