Буровая коронка Советский патент 1988 года по МПК E21B10/36 

О5

со

Изобретение относится к разрушению горных пород буровыми коронками для ударного бурения и может быть использовано для оснащения исполнительных органов горных машин, применяемых для бурения взрывных скважин по крепким породам на предприятиях угольной и горно-рудной промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения породы и работоспособности коронки за счет образования кольцевой зоны предразрушения.

На чертеже изображена буровая коронка, общий вид.

Буровая коронка состоит из корпуса 1, периферийных твердосплавных вставок 2 и вставок 3 на смежных концентрических окружностях. Периферийные вставки 2 выполнены с рабочей частью 4, представляющей собой пересечение цилиндрического хвостовика диаметром D с криволинейной поверхностью вращения радиусом R, ось или центр 5 которой находится вне оси 6 хвостовика периферийных вставок 2. При этом рабочие части 4 вставок расположены вдоль контура коронки, а по высоте - на одном уровне с вершинами рабочих участков 7 вставок 3 смежной концентрической окружности меньшего радиуса.

Расстояние между окружностью, на которой размешены рабочие части 4 периферийных вставок 2, и рабочими участками 7 вставок 3, лежащих на смежной концентрической окружности, равно 0,4-l,0d, где d - диаметр хвостовика вставки 3 смежной концентрической окружности. Соотношение диаметров хвостовиков периферийных вставок 2 и вставок 3, расположенных на концентрических окружностях с меньшими радиусами, находится в пределах D/d l,0-1,5.

Буровая коронка работает следующим образом.

Буровая коронка закрепляется на штанге перфоратора, например, с помощью резьбового соединения, выполненного в корпусе 1. При нанесении нескольких ударов коронкой по забою под действием рабочих частей ,4 периферийных вставок 2 образуется кольцевая зона предразрущения (кольцевая трещина 8)являющаяся продолжением стенок скважины. При этом зоны 9 предразрушения от воздействия вставок 3, расположенных на смежных концентрических окружностях меньших радиусов, благодаря экранирующему действию кольцевой трещины 8 расположены в массиве горной породы, находящейся непосредственно под забоем скважины. При пересечении трещин, образующихся от вставок 3, с кольцевой трещиной 8 происходит отделение продуктов разруще- ния от забоя скважины и вынос их из зоны разрушения промывочной жидкостью. При этом эффективность разрушения породы повышается за счет того, что расстояние f

между окружностью, на которой расположены рабочие части 4 периферийных вставок 2, и рабочими участками 7 вставок 3 смежной концентрической окружности меньшего радиуса уменьщено до 0,4-l,0d.

Нижний предел этого соотношения (0,4d) выбран из условия размещения вставок 3 смежной концентрической окружности в корпусе коронки. При меньшей величине соотношения отверстия для размещения вста0 вок 3 выходят за пределы корпуса коронки. При нанесении последующих ударов цикл разрушения повторяется - кольцевая трещина 8 распространяется вглубь массива, как бы продолжая стенки скважины, а трещины от воздействия вставок 3 распространяются непосредственно , под забоем скважины до пересечения с кольцевой трещиной 8. При этом вся энергия, передаваемая коронке, расходуется на разрущение забоя, что обеспечивает повыщение скорости бурения.

5

0

5

Благодаря тому, что рабочие части 4 периферийных вставок 2 имеют площадь контакта с породой, обеспечивающую ее объемное разрушение, достигается повышение стойкости коронок за счет уменьщения износа рабочих частей 4 периферийных вставок 2.

0

5

Оптимальная площадь контакта рабочих частей 4 периферийных вставок 2 обеспечивается выполнением их хвостовиков диаметром D,величина которого находится в пределах D/d l,0-1,5. Выполнение хвостовиков периферийных вставок 2 диаметром D, меньщим диаметра хвостовика вставок 3, приводит к уменьшению прочности вставок 2 и, как следствие, к увеличению удельного расхода коронок. Выполнение хвостовиков периферийных вставок 2 диаметром D, большим l,5d, затрудняет размещение периферийных вставок 2 и вставок 3 смежной концентрической окружности на рабочей поверх- 0 ности коронки: необходимо увеличивать расстояние F между окружностью, на которой размещены рабочие части 4 перифер ийных вставок 2, и рабочими участками 7 вставок 3, что, в свою очередь, приводит к снижению эффективности бурения. Выполнение хвостовиков периферийных вставок 2 диаметром Dp 71,5 приводит также к нерациональному использованию твердого сплава.

5

Формула изобретения

Буровая коронка для ударного бурения, включающая корпус с закрепленными на торце по концентрическим окружностям от центра к периферии твердосплавными вставками с цилиндрическими хвостовиками и расположенными на одном уровне рабочими частями, выполненными в виде выпуклой криволинейной поверхности вращения, пересекаю140463134

щейся с цилиндрической поверхностью хвое-центр вращения криволинейной поверхности

товика, отличающаяся тем, что, с целью по-периферийных вставок расположен вне оси

вышения эффективности бурения породы ихвостовика, а наибольший размер поперечработоспособности коронки за счет обра-ного сечения рабочей части вставки распозования кольцевой зоны предразрушения,ложен по контуру коронки.

Изобретение относится к разрушению горных пород буровыми коронками для ударного бурения и позволяет повысить эффективность бурения породы и работоспособность коронки за счет образования кольцевой зоны предразрушения. Коронка включает корпус 1 с закрепленными на торце по концентрическим окружностям от центра к периферии твердосплавными вставками 2 и 3 с цилиндрическими хвостовиками и рабочими частями 4, расположенными на одном уровне и выполненными в виде выпуклой криволинейной поверхности вращения, пересекающейся с цилиндрической поверхностью хвостовика. Центр 5 вр ащения криволинейной поверхности вставок 2, 3 находится вне оси 6 хвостовика. Наибольший размер поперечного сечения рабочей части вставок 2, 3 расположен по контуру коронки. При нанесении ударов по забою под действием рабочих частей 4 образуется кольцевая зона предразрушения. При пересечении трещин, образующихся от вставок 3, с кольцевой трещиной кольцевой зоны происходят отделение продуктов разрушения от забоя и вынос их из зоны разрущения промывочной жидкостью. 1 ил. о (Л