Алмазный породоразрушающий инструмент Советский патент 1990 года по МПК E21B10/48 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к породоразруша- ющему инструменту с алмазным вооружением для бурения скважин различного назначения.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости бурового инструмента.

На чертеже изображена, коронка, общий вид, продольное сечение.

; Буровой инструмент в виде коронки включает корпус 1 с присоединительной резьбой 2, радиальными торцовыми пазами и замковым элементом в виде дугообразных выемок 3 и 4 на внутренней и наружной поверхностях для матрицы 5, разделенной промывочными каналами 6 на отдельные секторы.

Выемки выполняют в зависимости от типа коронок различной формы. В буровом инструменте для твердых и крепких пород предпочтительно использование выемок простой формы - сегментообразной и треугольной, а в инструменте, предназначенном для бурения по породам средней твердости,- трапецеидальной формы. Это связано стем, что трапецеидальная форма обеспечивает большую площадь контакта с корпусом и поэтому целесообразно ее использовать при бурении пород, где опасность прихвата выше. Учитывая, что в случае прихвата наибольшую нагрузку при подьеме инструмента испытывает наружная часть матричного кольца, на наружной поверхности корпуса 1 выемки имеют большее поперечное сече- ние, чем выемк и 3. Это достигается или изменением размеров выемок или выполнением на наружной поверхности нескольких выемок, причем выемки 3 и4 на наружной и Внутренней боковых поверхностях смеще- ны одна относительно другой по высоте, что исключает образование опасных в прочностном отношении сечений. Этому способствует и выполнение одноименных выемок 4 на нескольких секторах со смещением по высоте относительно аналогичных выемок на других секторах, т.е. наружные и внутренние выемки одного сектора смещают относительно наружных и внутренних выемок 3 и 4 другого сектора (hi h2, а h3 h4).

Матрица 5 инструмента может быть армирована как искусственными, так и естественными алмазами различной фор- мы и фракции в зависимости от свойств разбуриваемых пород.

Промывочные каналы 6 могут выполняться как прямыми,-так и косыми, т.е. под углом к радиусу. Глубина их может быть меньше высоты матрицы 5, например, при бурении по твердым породам, когда для удаления шлама требуется небольшое количество промывочной жидкости. В инструменте для разрушения пород средней твердости, особенно для бурения обвалоопасных пород, когда необходимо значительное количество промывочной жидкости, каналы 6 выполняются с высотой, большей высоты матричного кольца, которое разрезается ими на отдельные части.

Принцип работы инструмента заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента алмазы матричного кольца внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода удаляется с забоя промывочной жидкостью, направляемой с поверхности через бурильную колонну и каналы 6.

В случае прихвата инструмента матричное кольцо удерживается на корпусе 1 благодаря замковому соединению в виде дугообразных выемок различной формы, выполненные на наружной и внутренней боковых поверхностях корпуса 1. Длина дугообразных выемок определяется длиной секторов 7.

Формула изобретения

1.Алмазный породоразрушающий инструмент, включающий корпус с присоединительной резьбой, радиальными торцовыми пазами и замковым элементом для алмазосодержащей матрицы, разделенной промывочными каналами на отдельные секторы, отличающийся тем, что, с целью повышения ее эксплуатационной стойкости, замковый элемент выполнен в виде дугообразных выемок на наружной и внутренней боковых поверхностях корпуса, причем площадь поперечного сечения выемок на наружной поверхности больше площади поперечного сечения выемок на наружной поверхности больше площади поперечного сечения выемки на внутренней боковой поверхности.

2.Инструмент по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что выемки на внутренней и наружной боковых поверхностях каждого сектора смещены одна относительно другой в вертикальной плоскости.

3.Инструмент по пп.1 и 2, отличающий с я тем, что выемки по крайней мере на части секторов смещены ыпо высоте относительно выемок соседних секторов.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту для бурения скважин различного назначения. Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости бурового инструмента за счет увеличения надежности крепления алмазосодержащей матрицы к корпусу. Инструмент содержит корпус 1 с присоединительной резьбой 2, замковыми элементами в виде дугообразных выемок 3, 4, матрицу 5, разделенную промывочными пазами 6. Выемки выполняются различной формы в зависимости от твердости породы, с большим поперечным сечением на наружной поверхности корпуса и со смещением по высоте по отношению к соседнему сектору. Этим достигается препятствие смещению матрицы относительно корпуса под действием крутящего момента, а при заклинивании на подъеме коронки отрыву матрицы от корпуса. Это позволяет повысить прочность крепления матрицы к корпусу с последующим повышением эксплуатационных свойств инструмента. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.