Алмазная буровая коронка Советский патент 1988 года по МПК E21B10/48 

фаг. г

15

оо to

00

Изобретение относится к породоразру- шающему инструменту, а именно к алмазным буровым коронкам.

Цель изобретения - повышение работоспособности коронки путем саморегулирования в процессе бурения по наружному и внутреннему диаметрам по мере ее износа и более полного использования ресурса подрезных элементов.

На фиг. 1 изображена алмазная буровая коронка, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид с рабочего торца; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3.

Коронка содержит корпус 1 с выполнен- ными на его рабочем торце выступами 2, имеющими наклон в сторону внутренней боковой поверхности 3 корпуса, и щарнирно установленные на этих выступах секторы 4. Каждый сектор включает алмазоносный слой в виде параллелепипеда 5 с наклонными передней и задней гранями, приварочный слой 6 с наружными 7 и внутренними 8 подрезными элементами, вкладыщи из легкораз- рущаемого абразивного материала в виде треугольной призмы 9, одна боковая грань которой жестко соединена с приварочным слоем 6, а другая - с наклонной задней гранью алмазоносного параллелепипеда 5, и жестко соединенную с приварочным слоем

6профильную подложку 10, с помощью которой сектор 4 щарнирно з акрепляется на выступе 2, для чего в подложке выполнен ответный выступу паз 11, а соединение подложки с выступом осуществляется посредством пальца 12. Ось пальца расположена напротив середины длины I режущей грани алмазоносного параллелепипеда 5. Между торцами передней части подложки 10 и корпуса 1 выполнен сужающийся в направлении пальца зазор 13 и в нем размещен упругий элемент 14. Наружные подрезные элементы

7сконцентрированы главным образом в передней части приварочного слоя, а внутренние 8 - в его задней части. Торец корпуса 1, передняя наклонная грань алмазоносного параллелепипеда 5 и свободная боковая грань вкладыща - призмы 9 двух смежных секторов образуют промывочный канал 15.

Коронка работает следующим образом.

После передачи на коронку осевой нагрузки и вращения секторы 4 режущими гранями своих алмазоносных параллелепипедов 5 производят разрущение породы на забое скважины, при этом происходит опережающий износ вкладыщей-призм 9 из легкораз- рущаемого абразивного материала, чем обеспечивается выпуск алмазных зерен, рав но.адерно распределенных в объеме параллелепипеда. В начале бурения коронка имеет номинальные наружный и внутренний диа

0

0

5

0

5

0

5

0

5

метры, а равнодействующая сил реакции забоя проходит через палец 12. В процессе бурения изнащиваются как алмазоносные параллелепипеды 5 со стороны режущих граней, так и подрезные элементы, размещенные в приварочном слое 6. По мере износа алмазоносного параллелепипеда его режущая грань, а вместе с ней и точка приложения равнодействующей сил реакции забоя, постепенно смещается в сторону вращения коронки, что обуславливает появление крутящего момента, стремящегося повернуть сектор 4 вокруг пальца 12. Под действием этого момента упругий элемент 14 деформируется и передняя часть сектора приближается к рабочему торцу корпуса 1, а задняя, наоборот, удаляется от него. При этом из-за наклона выступа 2 в сторону внутренней боковой поверхности 3 корпуса происходит смещение передней части сектора от оси коронки, а его задней части - к оси коронки. В результате частично изнощенные подрезные элементы 7 и 8 занимают новое положение, соответствующее номинальным диаметрам скважины и керна.

Чем больше износ алмазоносного параллелепипеда, тем дальше смещается в направлении вращения коронки его режущая грань вместе с точкой приложения равнодействующей сил реакции забоя, а следовательно, становится больще действующий на сектор крутящий момент, вызываемая этим моментом деформация упругого элемента 14 и смещение передней части сектора от оси коронки, а задней - к оси коронки. Увеличение смещения передней и задней частей сектора в указанных направлениях компенсирует все возрастающий износ подрезных элементов в процессе бурения, т.е. обеспечивает поддержание наружного и внутреннего диаметров коронки в номинальных размерах независимо от степени износа подрезных элементов и алмазоносного параллелепипеда секторов. Все это позволяет повысить работоспособность коронки.

Формула изобретения

. Алмазная буровая коронка, содержащая корпус и закрепленные на рабочем торце корпуса с образованием промывочных каналов секторы, включающие алмазоносный слой в виде параллелепипеда с наклонными передней и задней гранями, приварочный слой с наружными и внутренними подрезными элементами и вкладыш из легкоразрушаемого абразивного материала в виде треугольной призмы, одна боковая грань которой жестко соединена с приварочным слоем, а другая - с наклонной задней гранью алмазоносного параллелепипеда, отличающаяся тем, что, с целью повышения работоспособности коронки путе.м саморегулирования последней в процессе бурения по наружному и внутреннему диаметрам по мере ее износа и более полного использования ресурса подрезных элементов, на рабочем торце корпуса выполнены выступы, имеющие наклон в сторону внутренней боковой поверхности корпуса, а каждый сектор снабжен профильной подложкой, шарнирно соединенной с одним из указанных выступов посредством пальца, причем ось пальца расположена напротив середины длины режущей

0

грани алмазоносного параллелепипеда, а между торцами передней части подложки и корпуса выполнен сужающийся в направлении пальца зазор и в нем размещен упругий элемент.

2. Буровая коронка по п. 1, отличающаяся тем, что наружные подрезные элементы сконцентрированы главным образом в передней части приварочного слоя секторов, а внутренние - в его задней части.

Изобретение относится к породоразру- шающему инструменту и позволяет повысить работоспособность коронки путем саморегулирования последней в процессе бурения по наружному и внутреннему диаметрам по мере ее износа и более полного использования ресурса подрезных элементов. Коронка содержит корпус 1 и закрепленные на его рабочем торце с образованием промывочных каналов 15 секторы 4. Они включают алмазоносный слой в виде параллелепипеда 5, приварочный слой 6 и вкладыш. На рабочем торце корпуса 1 выполнены наклонные выступы. Каждый сектор 4 имеет профильную подложку 10, шарнирно соединенную с одним из выступов посредством пальца 12. Между торцами передней части подложки 10 и корпуса 1 выполнен сужающийся зазор и в нем размещен упругий элемент. При этом наружные подрезные элементы 7 слоя 6 сконцентрированы главным образом в передней части слоя 6, а внутренние - в его задней части. По мере износа параллелепипеда 5 его режущая грань постепенно смещается в сторону вращения коронки. Элемент деформируется, и передняя часть сектора 4 приближается к рабочему торцу корпуса 1 и смещается от оси коронки. Элементы 7 занимают новое положение, соответствующее номинальным диаметрам скважины и керна. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. I (Л

.

о о о о о о

о о о о °

f, о о сг о о о о о о о

Фиг.2

Фиг.З

Ik

Фиг.

Б- Б

Ю