Алмазная буровая коронка Советский патент 1987 года по МПК E21B10/48 

Изобретение относится к алмазному буровому инструменту и может быть использовано в геологоразведочном бурении скважин на твердые полезные ископаемые.

Целью изобретения является повышение механической скорости бурения и износостойкости путем обеспечения равной износостойкости по всей ширине рабочего профиля алмазоносной части секторов матршда.

На фиг, 1 изображена коронка, общий вид; на фиг, 2 - концентричное расположение слоев с алмазами раз10

счет наибольшей интенсивности внедрения в горную породу при наименьшем пути трения алмазов этого слоя. Под слоем 7 с увеличением пути трения алмазы меньшей зернистости, чем в слое 6, в горную породу внедряются менее интенсивно и образуюшдеся при этом частицы шлама по величине меньше , чем под слоем 6,

Слой 6 оснащается алмазами более крупной зернистости по сравнению со слоем 7, что позволяет обеспечить наибольшую величину выступания алмазов при личной зернистости; на фиг, 3 - алма- 5 условии их надежного закрепления в зоноснач часть сектора матрицы, се- матрице после обнажения под воздейчение вдоль оси коронки.

Коронка содержит короночное кольцо 1 и закрепленную на его торце матрицу, разделенную промывочными кана- лами 2 на секторы 3, состоящие из алмазоносной 4 и подрезной 5 частей. Алмазоносная часть 4 каждого сектора 3 по всей высоте в радиальном направлении выполнена в виде слоев 6 и 7, алмазы которых имеют различную зернистость. Средневзвешенный размер

зерен алмазов последующего d,,., и предыдущего слоев в направлении от оси коронки связаны соотношением d,; т , , где me 1,2; 1,3. Наружные диаметры слоев и средневзвешенные размеры расположенных в них зерен алмазов связаны соотношением

dji

d

и D - соответственно нагде D,v,

ружные диаметры i+1 и i слоев,

Буровая коронка работает следую- шим образом,

Крутяш 1й момент и осевая нагрузка от бурового станка через колонну бурильных труб передаются на буровую коронку и равномерно распределяются на рабочей поверхности алмазоносной части 4 секторов 3 матрицы, которая при вращении разрушает горную породу. При разрушении горной породы образуется абразивный шлам, изнашивающий матрицу коронки, тем самым обеспечивая при постоянной скорости бурения заданное выступание алмазов и благоприятные условия для внедрения их в монолит горной породы.

Под алмазоносным слоем 6 образуются самые крупные частицы шлама за

счет наибольшей интенсивности внедрения в горную породу при наименьшем пути трения алмазов этого слоя. Под слоем 7 с увеличением пути трения алмазы меньшей зернистости, чем в слое 6, в горную породу внедряются менее интенсивно и образуюшдеся при этом частицы шлама по величине меньше , чем под слоем 6,

ствием шлама горной породы. Тем самым обеспечивается необходимый зазор между монолитом горной породы и матрицей коронки, позволяющей снизить интенсивность воздействия частиц пшама на матрицу коронки и обеспечить их вынос из-под торца коронки промывочной жидкостью.

Формула изобретения

Алмазная буровая коронка, включающая короночное кольцо и закрепленну

30 на его торце матрицу, разделенную

промывочны1чи каналами на сектора, состоящие из алмазоносной и подрезной частей, отличающаяся тем, что, с целью повышения износо35 стойкости и механической скорости бурения, алмазоносная часть каждого сектора по всей высоте в радиальном направлении выполнена в виде слоев, алмазы которых имеют различную зер40 нистость, причем средневзвещеНный размер зерен алмазов каждого последующег и предыдущего d,; слоев в направлении от оси коронки связаны соотношением

rad,., ,

где meLl,2j 1 3j, а наружные диаметры слоев и средневзвешенные размеры расположенных в них зерен алмазов связаны соотношением

- 3;

D;

55

где D. и D- - соответственно наружные диаметры i+1 и i слоев.

45

50

Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить износостойкость и механическую скорость бурения. Для зтого коронка (К) содержит короночное кольцо и закрепленную на его торце матрицу (М), разделенную промывочными каналами 2 на секторы 3. Секторы 3 состоят, из алмазоносной и подрезной частей. Алмазоносная часть каждого сектора 3 по всей высоте в рс1диальном направлении выполнена в виде слоев (С) 6, 7. Алмазы С 6 , 7 имеют различную зернистость, Средневзвешенный размер зерен алмазов каждого последующего d 3) 4.1 и предыдущего С в направлении от оси К связаны соотношением d,.- m-d- . , .-.- Э|51 т ч где ,2; l,3j. Наружные диаметры С и средневзвешенные размеры расположенных в них зерен алмазов связаны соотношением D; D,dg; :d,;., , «+1 D;, и D; - соответственно наружные диаметры i+1 и i С. При бурении под С 6 образуются более крупные частицы, чем под С 7, за счет наибольшей интенсивности внедрения в горную породу. Указанное распределение алмазов по С 6,7 обеспечивает оптимальный зазор между монолитом горной породы и М, что позволяет снизить интенсивность воздействия частиц шлама на М и обеспечить их вынос из-под торца К промывочной жидкостью, 3 ил. с S ся t-ff -Z%/. :лд о ее 35 со фи.2

d3i

f

yju&3

Редактор Н. Швыдкая

Составитель А, Сергачев

Техред М.Моргентал Корректор М. Самборская

Заказ 1284/33 Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектнда Л