Комбинированная коронка Советский патент 1983 года по МПК E21B10/02 

Изобретение относится к породораз рушающему инструменту, а именно к ко бинированным коронкам, используемым для бурения с отбором керна. Известен комбинированный породора рушаклдий инструмент для бурения с от бором керна, включающий корпус с центральной коронкой и шарошками, ус тановленными в периферийной части ин струмента fl 3 . Недостатком инструмента является получение керна малого диаметра, что предопределяет узкую область его при менения, а именно, при бурении крепких пород Искважин большого диаметра. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является комбинированная коронка, содержащая корпус и породеразрушающие элементы в виде неподвиж ных резцов и вращающихся кернообразующих дисков с режущей кромкой С 21 Недостатком известных коронок является нарушение естественной структуры получаемого монолита в сухих глинистых грунтах, в процессе внедрения дисков в породу, за счет радиальных напряжений, образуемых уплотнением шлама грунта в .зоне угла пово рота дисков (между внутренней плоскостью диска и боковой поверхностью монолита). Целью изобретения является повышение качества отбора керна, преимущественно при бурении в сухих грунтах Поставленн я цель достигается тем что 6 комбинированной коронке, содер жащей корпус и породоразрушающие элементы в виде неподвижных резцов и вращающихся кернообразующих дисков с режущей кромкой, диски установлены с опережением относительно неподвижных резцов и с отрицательным смещением, при этом отношение величины смещения к величине опережения определяется из соотношения - iL - rtr, h .- 97° где g. - величина отрицательного смещения шарошек в плане, мм; h - величина опережения шарошек над неподвижными резцами, мм; oi половина центрального угла, заключенного хордой, образованной на окружности с радиусом, равным наибольшему радиусу шарошки, и длиной стрел ки, равной t , град. На фиг.1 изображена комбинированная коронка, общий вид в разрезе; на фиг.2 - сечение-А-А на фиг,1; на фиг.З сечение Б-Б на фиг.1. Комбинированная коронка состоит из корпуса 1, на котором размещены неподвижные резцы 2, разрушающие породу по кольцевому забою и транспортирующие шлам по винтовой поверхности. Между неподвижными резцами расположены наклонные к оси коронки вращающиеся кёрнообразующие диски 3 с острой режущей кромкой k, контактирующей в точке О с кернообразующей поверхностью монолита диаметром dy. Диски выполнены с отрицательным смещением . относительно оси коронки и имеют вылет по отношению к горизонтальной плоскости резцов в плоскости дисков на величину h. Кинематика вращающегося диска 3 рассчитана так, что горизонтальна) плоскость резцов при пересечении с плоскостью внутренного торца диска образует в плоскости диска хорду, заключенную центральным углом 2а,. которая в точке О пересечения с окружностью радиусом г является одновременно касательной к образующей монолита. Таким образом, величина отрицательного смещения & будет равна половине хорды и при изменении угла oLoT 0 до 90 величинь| fi и . 1э будут изменяться от О до г, а их отношение будет находиться в функциональной зависимости 6-/ f(i)f которая запишется следующим образом: r-sinoi;; h г-cosed; г sin оС j sinoC g r -sin oC I si not. .1 ctg joL r : l-cosoC r-r-cosoC Комбинированная коронка работает следующим образом. В процессе бурения при вращении коронки вокруг своей оси кёрнообразующие диски 3, перекатываясь по поверхности забоя, острой режущей кромкой Ц подрезают боковую Цилиндрическую поверхность монолита, калибруя его диаметр d в точ ке О. Величина внедрения дисков в грунт ограничивается горизонтальной плоскостью резцов 2, образующих кольцевую поверхность забоя и транспортирующих шлам по винтовой поверхности. За счет величины отрицательного смещения , которая находится в определенной зависимости от величины внедрения h дисков в породу, обуривание монолита происходит таким образом, что режущая кромка 4 дисков 3 контак

КОМБИНИРОВАННАЯ КОРОНКА, соцержащая корпус и породоразрушающие элементы в виде неподвижных резцов и вращающихся кер нообразук8цих дисков с режущей кромкойi отличающаяс я тем, что, с целью повышения качества отбора керна, преимущественно при бурении в сухих грунтах, диски установлены с опережением относительно неподвижных резцов и с отрица-, тельным смещением, при этом отношение величины смещения к величине опережения определяется из соотношения sTnoL 1 . t 5 где € - величина отрицательного смещения шарошек в плане, мм; h - величина опережения шарошек над неподвижными резцами, мм; ct - половина центрального угла, заключенного хордой, образо(Л ванной на окружности с радиусом, равным наибольшему рас диусу шарошек и длиной стрелки, равной g, , град.