АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2014 года по МПК E21B10/48 

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна.

Известна буровая коронка, включающая корпус, алмазосодержащую матрицу, соединенную с корпусом приварочным слоем и разделенную промывочными пазами на отдельные секторы (см. справочник Корнилов Н.И., Травкин В.С. и др. «Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин», М., Недра, 1979 г., с.70-71, рис.11, 20а).

Недостатком этой коронки является малая надежность крепления матрицы к корпусу, вследствие чего часто наблюдаются случаи оставления матрицы на забое скважины и как следствие этого снижение проходки и механической скорости бурения.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является алмазная буровая коронка, включающая корпус с матрицей, разделенную промывочными пазами на секторы и содержащую импрегнированный и промежуточный слои, последний из которых выполнен с кольцевым выступом, взаимодействующим с ответной впадиной импрегнированного слоя (см. авт.св. СССР №267541, кл. Е21В 10/48, 1970 г.)

В данной коронке благодаря использованию кольцевого выступа повышается равномерность пропрессовки матрицы, что благоприятно влияет на надежность крепления матрицы с корпусом и как следствие этого на повышение проходки на коронку.

К недостаткам прототипа следует отнести заполирование алмазов, что значительно снижает как механическую скорость бурения, так и проходку на коронку.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем исключения заполирования алмазов матрицы.

Указанный технический результат достигается тем, что в алмазной буровой коронке, включающей корпус с алмазосодержащей матрицей, разделенной промывочными пазами на секторы и содержащей импрегнированный и промежуточный слои, последний из которых выполнен с кольцевьм выступом, взаимодействующим с ответной впадиной импрегнированного слоя, согласно изобретению, кольцевой выступ промежуточного слоя выполнен с емкостями для абразивного материала, равномерно расположенными по всей окружности кольцевого выступа, при этом емкости для абразивного материала расположены в каждом секторе и оснащены втулками, выходная часть которых в исходном положении перекрыта матричным материалом и расположена в передней части сектора.

Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что:

- часть втулок для абразивного материала выполнена вилкообразной формы, причем выходные участки их направлены в сторону скважино-кернообразующих частей матрицы;

- секторы с вилкообразными втулками расположены с чередованием с секторами, снабженными одной втулкой, расположенной в средней части передней грани сектора.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид коронки со стороны рабочего торца с частичным вырывом; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Предложенная буровая коронка содержит корпус 1 с матрицей 2, которая разделена промывочными пазами 3 на рабочие секторы 4. Матрица 2 содержит импрегнированный 5 и промежуточный 6 слои, последний из которых выполнен с кольцевым выступом 7, взаимодействующим с ответной впадиной 13 импрегнированного слоя 5. В предложенной коронке кольцевой выступ 7 промежуточного слоя 6 выполнен с емкостями 8 для абразивного материала. Емкости 8 для абразивного материала, например кварцевого песка, равномерно расположены по всей окружности кольцевого выступа 7, при этом емкости 8 для абразивного материала расположены в каждом секторе 4 и оснащены втулками 9, выходная часть которых 10 в исходном положении перекрыта матричным материалом. Предусмотрен вариант жесткого соединения емкости 8 с корпусом 1 посредством хвостовика 12. Причем, втулки 9 на некоторых секторах 4 имеют вилкообразную форму 1 (см. фиг.2, изображена пунктиром), а выходные участки 10 их направлены в сторону скважино-кернообразующих частей матрицы 2. При этом секторы 4 с вилкообразными втулками 11 расположены с чередованием с секторами, снабженными прямой втулкой 9, которая располагается в средней части передней грани сектора 4. Выполнение коронки с кольцевым выступом 7 обеспечивает более равномерную пропрессовку импрегнированного слоя матрицы, а снабжение этого выступа 7 с емкостями 8 под абразивный материал исключает заполирование матрицы.

Принцип работы алмазной коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента режущие элементы матрицы 2 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода через пазы 4 удаляется на дневную поверхность. В процессе работы происходит износ матрицы 3 и при износе ее на заданную величину обнажаются выходные торцы втулок 9 и 11 и абразивный материал из емкостей 7, равномерно расположенных по всей окружности кольцевого выступа 7, начинает поступать под торец коронки, способствуя самозатачиванию режущих элементов матрицы 3 и уменьшению их заполирования.

Благодаря такой форме выполнения коронки обеспечивается повышение эффективность ее работы и тем самым снижение стоимости буровых работ.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. Обеспечивает повышение эффективности работы коронки. Алмазная буровая коронка включает корпус и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы и содержащую импрегнированный и промежуточный слои, последний из которых выполнен с кольцевым выступом, взаимодействующим с ответной впадиной импрегнированного слоя. Кольцевой выступ промежуточного слоя выполнен с емкостями для абразивного материала, равномерно расположенными по всей окружности кольцевого выступа, при этом емкости для абразивного материала расположены в каждом секторе и оснащены втулками, выходная часть которых в исходном положении перекрыта матричным материалом и расположена в передней части сектора. Часть втулок для абразивного материала может быть выполнена вилкообразной формы, причем выходные участки их направлены в сторону скважино-кернообразующих частей матрицы. Секторы с вилкообразными втулками могут быть расположены с чередованием с секторами, снабженными одной втулкой, расположенной в средней части передней грани сектора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Алмазная буровая коронка, включающая корпус и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы и содержащую импрегнированный и промежуточный слои, последний из которых выполнен с кольцевым выступом, взаимодействующим с ответной впадиной импрегнированного слоя, отличающаяся тем, что кольцевой выступ промежуточного слоя выполнен с емкостями для абразивного материала, равномерно расположенными по всей окружности кольцевого выступа, при этом емкости для абразивного материала расположены в каждом секторе и оснащены втулками, выходная часть которых в исходном положении перекрыта матричным материалом и расположена в передней части сектора.

2. Алмазная буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что часть втулок для абразивного материала выполнена вилкообразной формы, причем выходные участки их направлены в сторону скважино-кернообразующих частей матрицы.

3. Алмазная буровая коронка по п.2, отличающаяся тем, что секторы с вилкообразными втулками расположены с чередованием с секторами, снабженными одной втулкой, расположенной в средней части передней грани сектора.