БУРОВАЯ КОРОНКА Российский патент 2015 года по МПК E21B10/02 E21B10/48 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам с твердосплавным или алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна.

Известна коронка для бурения скважин с отбором керна, включающая корпус с присоединительной резьбой, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на отдельные секторы с резцам (см. авт. свид. СССР №1416655, кл. Ε21В 10/02, 1988 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести малую эффективность ее работы, что в первую очередь связано с некачественной очисткой забоя скважины от шлама из-за ухода жидкости через прорези корпуса. Это особенно сильно сказывается при бурении по мягким породам.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками, и амортизатор (см. патент РФ №2270317, кл. Ε21В 10/02, 2006 г.).

Недостатком этой коронки является сравнительно невысокая эффективность работы при бурении по перемежающимся и трещиноватым породам. Это связано со сколом резцов коронки, а также с «потерей диаметра» скважины и ее законушением с образованием зауженных участков. Сколы резцов и конушение скважины резко отрицательно сказываются на работе последующих буровых коронок из-за накопления твердосплавного скрапа на забое скважины и высокой вероятности их механического повреждения при прохождении через зауженные участки. Это может выразиться как в нарушении диаметра корпуса коронки, так и в нарушении схемы расположения резцов, оказывающих решающее влияние на показатели работы породоразрушающего инструмента.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы буровой коронки, в основном при бурении по перемежающимся и трещиноватым породам.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками, и амортизатор, согласно изобретению амортизатор выполнен в виде двух телескопически установленных ленточных пружин, выполненных с одной стороны с присоединительной резьбой для соединения с корпусом коронки и колонковым снарядом, а с другой стороны они жестко соединены одна с другой, причем наружная поверхность пружины большего диаметра армирована износостойкими вставками.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что внутренняя и наружная пружины установлены с возможностью контактирования своими боковыми поверхностями, при этом зазор между обращенными один к другому торцами витков соседних пружин в исходном положении больше рабочего хода пружины, но меньше высоты их продольных полок.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид буровой коронки в продольном разрезе.

Предложенная буровая коронка содержит корпус 1, рабочий торец которого разделен промывочными пазами 2 на секторы, армированные износостойкими вставками 3, и амортизатор, выполненный в виде в виде двух телескопически установленных ленточных пружин 4 и 5, выполненных с одной стороны с присоединительными резьбами 6 и 7 для соединения с корпусом 1 коронки и колонковым снарядом (не показано), а с другой стороны они жестко соединены одна с другой, например сваркой, пайкой и т.д. Внутренние и наружные пружины 4 и 5 установлены с возможностью контактирования своими боковыми поверхностями, при этом зазор - h1 между обращенными один к другому торцами 6 и 7 витков соседних пружин в исходном положении больше рабочего хода пружины - h2, но меньше высоты - h3 их продольных полок. Это гарантирует подачу всей промывочной жидкости через буровую коронку, обеспечивая качественную очистку забоя от шлама. Наружная поверхность пружины большего диаметра 5 армирована износостойкими вставками 8. В качестве вставок может использоваться алмазное или твердосплавное вооружение, что определяется физико-механическими свойствами разбуриваемых пород.

Принцип работы предложенной буровой коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента порода разрушается износостойкими вставками 3 буровой коронки и выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой с поверхности. При бурении по перемежающимся и трещиноватым породам вставки 3 могут попасть в выемки на забое скважины, что может стать причиной их скола. Предложенная буровая коронка позволяет избежать этого явления благодаря использованию пружинного амортизатора, гасящего ударные нагрузки на рабочие элементы коронки и тем самым снижающего вероятность их скола. Амортизатор, кроме указанной функции, выполняет также функцию расширителя зауженных участков скважины, часто образующихся при бурении по породам, перемежающимся по твердости. Известно, что в процессе бурения вооружение коронки изнашивается по диаметру значительно быстрее, чем в осевом направлении, и скважина начинает «терять диаметр». Для предотвращения сужения скважины используют амортизатор, наружная поверхность которого армирована износостойкими вставками 8. В данной коронке с этой целью увеличивают осевую нагрузку и витки пружин 4 и 5 начинают увеличиваться в диаметре и обрабатывать стенки скважины износостойкими вставками 8 и тем самым сохранять заданный диаметр скважины. Путем постоянного увеличения осевой нагрузки обеспечивается проходка скважины без зауженных участков, а следовательно и беспрепятственный спуск в скважину следующего породоразрушающего инструмента. Это имеет большое значение, т.к. наличие таких участков представляет собой значительные технологические трудности.

Использование в предложенной буровой коронке амортизатора в виде спиральных ленточных пружин позволяет также улучшить очистку забоя от шлама благодаря использованию ленточной пружины 4 в качестве шнека для удаления шлама как с забоя скважины, так и из призабойной зоны. Это в свою очередь повышает как проходку на коронку, так и скорость бурения.

Следует также отметить, что данная коронка уменьшает вероятность прихвата бурового снаряда благодаря уменьшению диаметра амортизатора при подъеме бурового снаряда с данной коронкой.

Таким образом, применение предложенной буровой коронки позволит максимально использовать ресурс работы ее рабочих элементов и тем самым повысить эффективность ее работы.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам с твердосплавным или алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. Технический результат заключается в повышении эффективности работы буровой коронки, в основном при бурении по перемежающимся и трещиноватым породам. Буровая коронка содержит корпус, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками, и амортизатор. Для повышения эффективности работы буровой коронки амортизатор выполнен в виде двух телескопически установленных ленточных пружин, выполненных с одной стороны присоединительной резьбой для соединения с корпусом коронки и колонковым снарядом, а с другой стороны они жестко соединены одна с другой, причем наружная поверхность пружины большего диаметра армирована износостойкими вставками. Внутренняя и наружная пружины установлены с возможностью контактирования между собой своими боковыми поверхностями, при этом зазор между обращенными один к другому торцами витков соседних пружин в исходном положении больше рабочего хода пружины, но меньше высоты их продольных полок. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Буровая коронка, содержащая корпус, рабочий торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные износостойкими вставками, и амортизатор, отличающаяся тем, что амортизатор выполнен в виде двух телескопически установленных ленточных пружин, выполненных с одной стороны присоединительной резьбой для соединения с корпусом коронки и колонковым снарядом, а с другой стороны они жестко соединены одна с другой, причем наружная поверхность пружины большего диаметра армирована износостойкими вставками.

2. Буровая коронка по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя и наружная пружины установлены с возможностью контактирования своими боковыми поверхностями, при этом зазор между обращенными один к другому торцами витков соседних пружин в исходном положении больше рабочего хода пружины, но меньше высоты их продольных полок.