Буровая коронка Советский патент 1983 года по МПК E21B10/02 

(54) БУРОВАЯКОРОНКА

Изобретение относится к горному делу, а именно к породоразрушающим инструментам для бурения скважин с отбором керна.

Известна самозатачивающаяся буровая коронка для бурения скважин с отбором.керна с неполным перекрытием забоя, которая содержит короночное кольцо и секции с центральными, скважинообразуквдими и кернообразующими торцовыми резцами 11

В процессе бурения резцы образуют на забое борозды, между которыми остаются кольцевые выступы породы, разрушение которых осуществляется за счет поперечных вибраций коронки. Благодаря тому, что у данной коронки суммарная ширина центральных скважино- и кернообразуквдих резцов меньше ширины разрушаемого забоя по сравнению с обычными коронками, при одинаковой осевой нагрузке обеспечивается большее удельное давление на резцы, что позволяет увеличить скорость бурения.

Недостатком рассматриваемой коронки является то, что поперечных вибраций коронки бывает недостаточно для разрушения кольцевых выступов, остающихся между резцами. Особенно

это имеет место при разбуривании пород с повышенной вязкостью или твердостью. В случае, когда кольцевые выступы не разрушаются, .поверхности секций между резцами начинают взаимодействовать с кольцевыми выступами, т.е. коронка повисает на них и механическая скорость бурения резко падает. Для продолжения работы в

10 прежнем режиме необходимо повысить осевое усилие для разрушения (раздавливания) выступов. В процессе бурения, по мере износа резцов по боковым поверхностям, ширина остаюших15ся кольцевых выступов увеличивается и разрушение их становится все более затруднительным. Для более .надежного разрушения ко.пьцевых выступов за счет вибраций величина промежутков

20 между резцами у известной коронки ограничивается до минимума, что ограничивает механическую скорость бурения.

Наиболее близкой к предлагаемой 5 по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая короночное кольцо с центральными, скважиио-.и кернообразукяцими резцами, установленны30ми с неполным перекрытием забоя.

и смемешыми по высоте скалывателями 2J.

Мс;пользование скалывателей позволяет повысить скорость бурения за счет гарантированного разрушения кольцевых выступов породы путем реализации сдвигающих усилий. Таким образом уменьшается вероятность зависания буровой коронки на выступах. Однако расположение скалывателей в лоб кольцевым выступам требует приложения значительных усилий для их разрушения, что ограничивает возможность повышения механической скорости бурения.

Цель изобретения - повышение механической скорости бурения за счет более эффективного разрушения кольцевых выступов породы, остающихся между-резцами коронки с неполным перекрытием забоя, путем изменения вида разрушающих усилий: вместо сдвигающих, требующих значительных энергозатрат и времени воздействия расклинивающие (скалывающие), которые, как известно, дают большой выигрыш в силе.

Поставленная цель достигается тем что в буровой коронке, содержащей короночное кольцо с центральными, и кернообразующими резцами, установленными с неполным перекрытием забоя, и с-метенными по высоте скапывателями, последние выполнены в виде двухклинового элемента, закрепленного за центральными резцами с направлением одного клина в сторону вращения, а другого - в сторону забоя, при этом ширина скалывателя в плоскости его рабочего торца больше ширины центрального резца.

На фиг. 1 изображена буровая коронка, вид с торца; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 скалыватель, общий вид.

Буровая коронка с неполным пере-т крытием кольцевого забоя содержит короночное кольцо 1, на котором закреплены секции 2 со скважино- и кернообразующими и центральными резцами , соответственно 3, 4 и 5.

Вслед за центральными резцами 5 дополнительно установлены двухклиновые скалыватели б с четырьмя рабочими гранями 7, 8, 9 и 10 и углами приострения клиновидны;, граней .ct- и р

Буровая коронка работает следу юшим образом.

В процессе бурения кернообразующие 4, цeнtpaльныe 5 и скважинообразующие 3 резцы прорезают в плоскоти забоя борозды, а в промежутках образуются кольцевые выступы породы По мере углубки забоя рабочие грани 7-10 смещенного по высоте скалывателя 6 входят в борозду, прорезанную центральными резцами 5, а их грани начинают расклинивать (скалывать) кольцевые выступы. При этом рабочие. грани 7 и 8, расположенные с направлением клинов к забою, разрушают (скалывают) кольцевые выступы при осевом перемещении коронки, а рабочие грани 9 и 10, расположенные с направлением клина в сторону вращения коронки - при тангенциальном. Ширина скалывателя в плоскости его рабочего торца составляет 1,3-1,5 ширины центрального резца 5, а высота - 0,7-0,9 высоты резцов.

Такое выполнение скалывателя 6 обеспечивает разрушение кольцевых выступов породы с минимальныьш затратами, чем и достигается снижение энергоемкости бурения и повышение механической скорости бурения на 20-30%.

Формула изобретения

Буровая коронка, содержащая короночное кольцо с центральными, скважино- и кернообразующими резцами, установленны ш с неполным перекрытием забоя, и смещенными по высоте скалывателями, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической скорости бурения, скалыватели выполнены в виде двухклинового элемента, закрепленного за центральными резцами с направлением одного клина в сторону вращения, а другого в сторону забоя, при этом ширина скалывателя в плоскости его рабочего торца больше ширины центрального резца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР № 37023, кл. Е 21 В 10/02, 1934 (прототип).

-к

W