БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2013 года по МПК E21B10/02 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна.

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. Е21В 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, торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами (см. Корнилов Н.И. и др. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин. М. Недра, 1079 г, с.163, рис.111.14).

Недостатком этой коронки является малая эффективность в работе, связанная с высокой энергоемкостью процесса разрушения породы и как следствие этого - к усиленному износу резцов и выходу коронки из строя.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем создания дополнительных плоскостей обнажения.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей короночное кольцо, торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами, согласно изобретению скважино- и кернообразующие резцы выполнены в плане в виде прямоугольных трапеций, меньшие основания которых обращены в сторону вращения коронки, а их наклонные боковые стороны, обращенные одна к другой, выполнены вогнутой формы или в виде прямой и смещены в радиальном направлении одна от другой, при этом боковые стороны скважино- и кернообразующих резцов в плане имеют пилообразную форму.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:

- вершины пилообразных выступов на боковых гранях скважино - и кернообразующих резцов для мягких и средних пород направлены в сторону вращения коронки, а для более твердых пород - в обратную сторону;

- передняя относительно направления вращения коронки грань скважино - и кернообразующих резцов имеет в плане пилообразную форму с симметрично расположенными боковыми гранями;

- что вершины пилообразных выступов на противоположных боковых гранях скважино -и кернообразующих резцов в плане смещены одна относительно другой в окружном направлении.

Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает общий вид коронки, на фиг.2 - вид коронки со стороны рабочего торца; на фиг.3 - два варианта выполнения твердосплавных резцов в плане в увеличенном масштабе; на фиг.4 - узлы 1 и 11 на фиг.3 в увеличенном масштабе и на фиг.5 - узел 111 на фиг.3 в увеличенном масштабе.

Буровая коронка включает короночное кольцо 1 с присоединительной резьбой 2, промывочными пазами 3, разделяющими торец коронки на секторы 5, армированные скважино- и кернообразующими резцами 6 и 7. Резцы 6 и 7 имеют в плане вид прямоугольных трапеций с основаниями 9 и 10, меньшие основания 9 которых обращены в сторону вращения коронки. Наклонные боковые стороны их, обращенные одна к другой, выполнены вогнутой формы 8 (левая часть на фиг.3) или в виде прямой 4 (правая часть на фиг.3) и смещены в радиальном направлении одна от другой. При этом боковые грани скважино- и кернообразующих резцов 6 и 7 в плане имеют пилообразную форму. Причем вершины 11 и 12 пилообразных выступов на боковых гранях скважино- и кернообразующих резцов 6 и 7 для мягких и средних пород направлены в сторону вращения коронки (левая часть на фиг.4), а для более твердых пород - в обратную сторону (правая часть на фиг.4). При этом вершины 11 и 12 пилообразных выступов смещены в плане на внутренней и наружной боковых стенках трапеций в окружном направлении на величину - h, что уменьшает вероятность скола твердосплавных резцов 6 и 7 благодаря исключению концентраторов напряжений в теле резцов. Передняя относительно направления вращения коронки грань (меньшее основание трапеции 9) скважино- и кернообразующих резцов 6 и 7 имеет в плане также пилообразную форму с симметрично расположенными боковыми гранями 13 (см. фиг.5).

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента скважино- и кернообразующие резцы 6 и 7 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится с забоя на поверхность промывочной жидкостью, прокачиваемой насосами через бурильную колонну и короночное кольцо 1. В процессе бурения на забое между скважино- и кернообразующими резцами 6 и 7 образуется кольцевой выступ, который центрирует коронку и тем самым снижает ее радиальное биение и вибрацию. При этом для повышения эффективности калибровки стенок скважины и разрушения кольцевого выступа породы под торцом короночного кольца 1 передняя и боковые стенки резцов 6 и 7 выполнены в плане пилообразной формы. Причем вершины зубьев 11 и 12 на боковых сторонах резцов направлены в сторону вращения коронки - для мягких и средних пород и в обратную сторону - при бурении более твердых пород. Зубья же на передней грани резцов 6 и 7 выполнены с симметрично расположенными боковыми гранями 13.

Такое выполнение работы коронки способствует повышению эффективности ее работы за счет снижения энергоемкости процесса разрушения породы, что в свою очередь достигается путем создания дополнительных плоскостей обнажения.

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна. Обеспечивает повышение эффективности работы коронки. Коронка содержит короночное кольцо, торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами. Особенностью коронки является то, что скважино- и кернообразующие резцы выполнены в плане в виде прямоугольных трапеций, меньшие основания которых обращены в сторону вращения коронки. При этом их наклонные боковые стороны, обращенные одна к другой, выполнены вогнутой формы или в виде прямой и смещены в радиальном направлении одна от другой. Одновременно с этим боковые грани скважино- и кернообразующих резцов в плане имеют пилообразную форму. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Буровая коронка, содержащая короночное кольцо, торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами, отличающаяся тем, что скважино- и кернообразующие резцы выполнены в плане в виде прямоугольных трапеций, меньшие основания которых обращены в сторону вращения коронки, а их наклонные боковые стороны, обращенные одна к другой, выполнены вогнутой формы или в виде прямой и смещены в радиальном направлении одна от другой, при этом боковые грани скважино- и кернообразующих резцов в плане имеют пилообразную форму.

2. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что вершины пилообразных выступов на боковых гранях скважино- и кернообразующих резцов для мягких и средних пород смещены в направлении вращения коронки, а для более твердых пород - в обратную сторону.

3. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что передняя относительно направления вращения коронки грань скважино- и кернообразующих резцов имеет в плане пилообразную форму с симметрично расположенными боковыми гранями.

4. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что вершины пилообразных выступов на противоположных боковых гранях резцов в плане смещены одна относительно другой в окружном направлении.