Алмазный породоразрушающий инструмент Советский патент 1987 года по МПК E21B10/48 

Изобретение относится к бурению и может быть использовано при алмазном колонковом бурении твердых горных пород.

При бурении существующими типами алмазных коронок по мере их износа (отработки) зауживается ствол скважины. Это происходит оттого, что наружта приблизился к iipcAtMibno малому допустимому значении.

Обн;шение первого или нижнего беза.чмазного прослоя 5 при бурении сопровождается быстрьгм его износом и исчезновением контакта с забоем в этом месте. Инструмент при этом разрушает забой оставшимися импрегнироные подрезные элементы алмазных коро- ю ванными алмазами частями 4, контактинок изнашиваются и коронки теряют наружный диаметр.

Целью изобретения является поддержание номинального диаметра скважины путем более полного использования ресурса наружных подрезных элементов

На фиг. 1 представлен алмазный породоразрушающий инструмент; на фиг. 2 - развертка алмазного породо- раэрутиающего инструмента нд фиг. 1| на фиг. 3 и 4 - примеры ручного выполнения изобретения.

Алмазный породоразрушающий инструмент (фиг. 1) состоит из кольцевого корпуса I, имеющего присоединитель- ную резьбу (не показано), к которому приварена матрица, состоящая из сек- торов 2, разделенных промывочными каналами 3. Сектора 2 состоят из импрегнированпых алмазами частей 4, в кото- 30 и соответствуют определенные наружрых выполнены безалмазные прослои 5, Пад импрегнированными частями 4 секторов расположен приварочный слой, крепящий сектора 2 матрицы к корпусу 1 .

По наружной и внутренней поверхностям секторов 2 матрицы над импрегнированными частями 4 вставлены подрезные элементы: наружные 6 и внутренние 7 (фиг. 1,2).

Безалмазиые прослои 5 выполнены - параллельно торцу инструмента, равномерно по окружности и ступенькообразно с превьш1ением каждого последующего прослоя над предыдуишм.

Инструмент работает следующим образом.

В начале бурения, когда инструмент имеет но.мииальныГ нар -ткный диаметр, бурение осуществляется обычным порядком. При этом происходит износ как импрегнироваиных частей 4 секторов 2 инструмента, так и подрезных элементов b и 7. По мере износа импрегни- ровашшгх чаете 4 секторов 2 поочередно обнажаются безалмазные прослои 5. К этому примени наружные подрезные элементы 6 имеют уже предельный износ, т.е. iiapy::i;iibm ;1Ламетр инструмен4902

та приблизился к iipcAtMibno малому допустимому значении.

Обн;шение первого или нижнего беза.чмазного прослоя 5 при бурении сопровождается быстрьгм его износом и исчезновением контакта с забоем в этом месте. Инструмент при этом разрушает забой оставшимися импрегнирорующими с забоем. Так как в этом случае реакция забоя на инструмент распределена неравномерно по окружности торца инструмента, то вращающийся инструмент отжимается одним боком в стенке скважины.

Подрезные элементы 6 на этом боку инструмента производят фрезерование стенки скважины по ее окружности.

Сила бокового прижатия инструмен - та к стенке скважины зависит от суммарной реакции забоя, а значит от передаваемой на забой мощности, что вполне контролируемо с поверхности.

По мере торцового износа инструмента поочередно обнажаются расположенные ступенькообразно и по окружности остальные безалмазные прослои 5. Каждому прослою 5 при буре

ные подрезные элементы 6, которыми фрезеруется скважина. Так как безалмазные прослои 5 расположены по окружности, то по мере износа инструмента в работу вступят поочередно все наружные подрезные элементы 6, также расположенные по окружности.

Таким образом, поддержание необходимого диаметра скважины осуществляется инструментом, диаметр которого после начального износа меньше минимально необходимого диаметра.

Диаметр получаемого керна уменьтг шен, так как он также фрезеруется внутренними подрезными элементами 7.

Контроль за диаметром скважины и его определение производится по окончании каждого рейса сопоставлением наружного и внутреннего диаметра матрицы и диаметра керна. В случае отклонения диаметра скважины в большую или меньшую сторону соответственно уменьшают или увеличивают мощность на бурение путем варьирования режимными параметрами: осевой нагрузкой или частотой вращения инструмента.

Использование изобретения позволит более полно использовать ресурс подрезных ;1лмазов, снизить непроизводи

1348А90

тельные затраты времени, уменьшитьканалами, отличающийся

удельный расход алмазов, улучшитьтем, что, с целью поддержания номитехнико-экономические показатели ал-нального диаметра скважины в процессе

мазного бурения,бурения путем более полного использования ресурса наружных подрезных элементов, в импрегнированных частях матрицы выполнены без алмазные про-.

Алмазный породоразрушаюший инстру- слои, параллельные торцу матрицы и мент, включающий кольцевой корпус, ю расположенные равномерно по окружно- импрегнированную алмазами матрицу,сти матрицы с превышением каждого

разделенную на сектора промьшочнымипоследующего прослоя над предьщущим.

Формула изобретения

Фиъ. Г

6 5

3 5

иг. 3

Фиг. 2

Фи.

Составитель А, Хромип Редактор А, Долинич Техред Л.Сердюкова Корректо) А.Г- 1гмокосов

5173/31

Тираж 532Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий .3035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. А/З

Производственно-полиграфическое предприятие, г-. Ужг()од, yjT, Проек пыя, 4