Буровая коронка Советский патент 1985 года по МПК E21B10/62 

Изобретение относится к буровому инструменту вращательного действия и может быть использовано при бурении скважин и шпуров.

Известна буровая коронка, содержащая корпус и сменные режущие элементы с цилиндрическими головками и хвостовиками, закрепленными в гнездах коронки с помощью разрезного кольца 1.

Однако такая конструкция буровой коронки не позволяет многократно использовать ее сменные режущие элементы без их многократной перезаточки и без извлечения коронки из скважины, что приводит к снижению эффективности вращательного бурения.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус с упорами и сменные режущие элементы с основанием, установленные на опоре с возможностью ограниченного поворота 2.

Недостатком известной коронки является низкая средняя механическая скорость бурения.

Цель изобретения - поддержание высокой механической скорости бурения в течение всего .рейса . за счет обеспечения самозатачивания режущих элементов.

Эта цель достигается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус с упорами и сменные режущие элементы с основанием, установленные на опоре с возможностью ограниченного поворота, опора режущих элементов установлена с возможностью осевого перемещения и подпружинена относительно корпуса, причем упоры и контактирующие с ними основания режущих элементов выполнены клиновидной формы.

Кроме того, передняя грань режущих элементов имеет приточку, расположенную по отношению к задней грани под углом, равным углу заострения режущих элементов.

На фиг. 1 представлена буровая коронка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. Ij на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема последовательности износа режущего элемента; на фиг. 5 - геометрия режущей части режущего элемента

Буровая коронка имеет корпус 1 с цилиндрическим углублением 2, где размещены направляющие штыри 3 с пружинами 4, которые упираются в опору 5 режущих элементов 6. К опоре 5 режущих элементов 6 укреплены переходник 7, служащий для подвода к забою промывочной жидкости, ограничители 8, служащие для пре дотвра1цения проворота режущи,х элементов 6, имеющих клиновидное основание 9, для обеспечения большей площади контакта с упорами 10 клиновидной формы на угол.

превышающий расчетный угол установки режущих элементов 6. Для обеспечения возможности вращения режущих элементов 6 они насажены на оси 11 опоры 5 ре, жущих элементов 6. Упоры 10 клиновидной формы крепятся к корпусу 1 при помощи болтов 12. Режущая часть режущего элемента 6 имеет переднюю грань 13, заднюю грань 14 и приточку 15 по передней грани 13, которая для обеспечения

0. оптимальных условий резания расположена к задней грани 14 под углом, равным углу заострения, и имеет такую длину, что при ее полном износе получается допустимая площадка износа по задней грани 14. Взаимное расположение элементов 8, 9 и 10 обеспечивает (в рабочем положении буровой колонки) установку режущих элементов 6 под заданным углом, величина которого выбирается в зависимости от физикомеханических.свойств разбуриваемых пород.

0 Буровая коронка работает следующим образом.

Буровую коронку опускают в скважину до соприкосновения режущих элементов 6 с забоем и приводят во вращение. В результате под действием сил резания режущие элементы 6 своим клиновидным основанием 9 упираются в ограничители 8. После чего через буровые штанги на корпус 1 передают осевое усилие. В результате происходит сжатие пружин 4, и упоры 10

Q клиновидной формы, опускаясь на клиновидное основание 9 режущих элементов 6, фикт сируют из под расчетным углом установки. В результате бурения происходит затупление режущих элементов 6. На фиг. 4 изображена схема последовательности износа

одного из режущих элементов. Получив площадку 16 затупления, режущий элемент из правого положения переводят в левое положение. При этом площадка 16 затупления становится передней гранью и режущий элемент может работать без пере заточки. После того, как получают следующую площадку 17 затупления, режущий элемент возвращают в исходное положение, в котором площадка 17 затупления выполняет функции передней грани, и режуг щий элемент ее еще раз можно использовать без перезаточки. После получения следующей площадки износа цикл повторяется.

Перевод режущего элемента из одного 0 положения в другое происходит следующим образом. Отводят корпус 1 буровой коронки назад настолько, чтобы упоры 10 освободили режущие элементы 6. Под действием усилий резания режущие элементь 6 поворачиваются. Затем под действием осевого усилия пружины 4 сжимаются, корпус 1 опускается и режущие элементы 6 фиксируются при помощи упоров 10. После чего реверсируют направление вращения буровой коронки и производят бурение скважины. Реверсирование необходимо для того, чтобы режущие элементы 6 резали грунт передними гранями.

Использование предлагаемой буровой коронки позволит бурить.скважины вращательным методом, многократно используя режущие элементы при их самозатачивании.

не извлекая буровую коронку из скважины до полного использования их ресурса. Этим обеспечиваются высокая механическая скорость бурения до полного износа режущих элементов и значительное сокращение времени на проведение спуско-подъемных операций, что особенно важно, при бурении глубоких скважин.

1. БУРОВАЯ КОРОНКА, содержащая корпус с упорами и сменные режущие элементы с основанием, установленные на опоре с возможностью ограниченного поворота, отлш.ающаяся тем, что, с целью поддержания высокой механической скорости в течение всего рейса, опора .режущих элементов установлена с возможностыб осевого перемещения и подпружинена относительно корпуса, причем упоры и контактирующие с ними основания режущих элементов выполнены клиновидной формы. 2. Буровая коронка по п. 1, отличающаяся тем, что передняя грань режущих элементов имеет приточку, расположенную по отношению к задней грани под углом, равным углу заострения режущих элементов. Н i СЛ о