Коронка для ударно-вращательного бурения Советский патент 1983 года по МПК E21B10/02 E21B10/46 

Изобретение относится к техника бурения скважин, а именно к породоразрушающему инструменту .для ударновращательного бурения. Известна коронка для ударно-вращательного бурения, включающая корпус и размещенные в нем резцы - плас тины из твердого сплава с боковыми передними и задними, CKBakHHo- и кер нообразующими гранями и режущими KpoMi arvm Cl. Недостатком этой коронки является повышенная концентрация напряжений резцах и породе у уголков режущих кромок. При упругом взаимодействии, резцов .с породой в керне и стенках скважины возникают инерционные напря жения растяжения,-являющиеся.причино скалывания керна и образования .трещи в стенках скважины. . Кроме того, резцы у уголка режуще кромки быстро изнашиваются. Из-за то го, что часть энергии, подводимой к резцам, тратится на скалывания керн и образование трещин в стенках скваж ш, скорость бурения уменьшается. Высота кусков керна определяет его последующую сохранность в течение рейса. Исследованиями установлено, что при уменьшении высоты кусков кер на до значений, меньших 3-2,5 см (для гранита ), он в последующем про должает разрушаться и образующийся шлам выносится потоком промывочной жидкости. Наиболее близким к предложенной по технической сущности является ко ронка для ударно-вращательного буре ния , включающая корпус и закрепленные на его торце твердосплавные резцы с боковыми передними и задними скважинот и кернообразующими гранями и режущими кpoмкa vш 2. Недостатком известной коронкиявляется малая эффективность в работе связанная с непроизводительным расходом твердого сплава при заточке скосов режущих кромок, необходимостью использования специальных придпо соблений для заточки скосов, снижени ем механической скорости бурения и ухудшением качества керна по .мере износа скосов резцов. Цель изобретения - повышение эффективности работы коронки за счет увеличения механической скорости бурения. Эта цель достигается тем, что в коронке для ударно-вращательного бурения, включающей корпус и закрепленные на его торце твердосплавные . резцы с боковыми передними и задними скважино- и кернообразующими граг нями и.режущими кромками, кернообраэующая грань каждого резца скошена в плане от задней грани к передней внутрь корпуса. Причем, скважинообразующая грань каждого резца также скошена в плане от задней грани к передней внутрь корпуса. На фиг.1 изображена предлагаемая коронка, продольный разрез; на фиг.2 - -вид со стороны забоя; на фиг.З - резец (аксонометрия ; на фиг.4 - вертикальный разрез призабойной зоны скважины. Коронка состоит из корпуса 1, резцов 2 с боковыг ш передними 3 и задними 4 кернообразующими 5 и скважинообразующими 6 гранями и режущей кромкой 7. В каждом из резцов 2 кернообразующая грань 5 скошена в плане от задней грани 4 к передней 3 внутрь коЕэпуса 1. Скважинообразующие грани 6 скошены в плане от задней грани 4 к передней 3 также внутрь корпуса 1. между кернообразующей гранью 5 и задней гранью- 4 образовано ребро 8. Скос кернообразующей грани 5 может быть выполнен как непосредственно от ребра 8, так и со смещением начала скоса и образованием неркошенного участка 9. Также может выполняться и скважинаобразующая грань 6 с образованием нескошенного участка 10. При этом на резце образуются уголки 11-14. Коронка работает следующим образом. Под действием ударных нагрузок от нижних уголков 12 режущих кромок 7 резцов.2 (фиг.4) в сторону керна начинают распространяться трещины 15. Поскольку уголки 11 смещены к задним граням 4 и вверх от забоя, они работают по зонам со свободными поверхностями, в связи с чем сопротивлен1Ге породы разрушению в этих зонах значительно ниже, чем на забое. Поэтому под уголками 11 происходит быстрое разрушение породы и отходящие от этих уголков трещины 16, направленные вниз и по вращению, пересекают трещины 15, локализируя их в зонах под резцами 2. Подобным образом работают уголки 13 и 14 резца 2 со стороны скважинообразующих граней 6. Бла1одаря этому керн не разрушается, а так как режущие кромки между уголками Г1 и 12, 13 и 14 соответственно кернообрг1зующих 5 и скважинробразую- щих 6 граней работают в предварительно ослабленных зонах, достигается уменьшение их износа. По той же причине снижается энергоемкость разрушения забоя, что приводит к росту механической . скорости . Перезаточка резцов предложеннойкоронки не требует ни специального приспособления, ни отдельной операции для заточки скошенной части резцов, так как при заточке режущих кромок 7 одновременно затачиваются и участки между уголками 11 и 12, 13 и 1,4.

Резцы предлагаемой коронки, по сравнению с известной, содержат меньше твердого сплава, чем достигается ЭКОНО14ИЯ этого дефицитного ма териала.

Использование предлагаемой коронки, кроме увеличения механической ц скорости бурения и снижения расхода твердого сплава, способств ет также улучшению качества и выхода керна.

1. КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ, включающая корпус и закрепленные на его торце твердосплавные резцы с боковыми передними и заднигии скважино- и кернорбразующими гранями и режущими кромками, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности ее работы за счет увеличения механической скорости бурения, кернообраэующая грань каждого резца скошена в плане от задней грани к передней внутрь корпуса. 2. Коронка по п.1, отличающая с я тем, что скважинообразующая грань каждого резца сксяиена в плане от задней грани к передней внутрь корпуса. Jii а 4 ел