Алмазная буровая коронка Советский патент 1991 года по МПК E21B10/48 

5 4

Фиг.г

Изобретение относится к горному делу, а именно к алмазным порошкам, преимущественно для бурения направленных скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности работы коронки за счет уменьшения исправления ствола скважины, преимущественно при направленном бурении.

На фиг. 1 изображена буровая коронка, вид со стороны рабочего торца; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Буровая коронка включает корпус 1 и матрицу 2, армированную объемными и подрезными алмазами 3, 4. Наружная поверхность матрицы 2 наклонена под углом а к поперечной оси коронки и выполнена с радиальным пазом 5. Коронка снабжена двумя базовыми направляющими 6 и 7, наружная поверхность которых совмещена с наружной поверхностью матрицы 2, причем участок ее между базовыми направляющими б и 7 выполнен с гладкой поверхностью, т. е. без подрезных алмазов. Одна базовая направляющая расположена над пазом, а другая - смещена относительно первой на угол у, определяемый по формуле (1).

LS +. f)

Y 2arctg-r-Ј-г-т- ,

sine-ф-coso

где-ф - динамическая составляющая коэффициента трения;

Ф - статическая составляющая коэффициента трения.

Ф определяется экспериментальным путем и равняется 0,14 для импрегнирован- ных коронок и 0,09 для однослойных коронок.

г)э определяется по эмпирической формуле (2) для импрегнированных коронок и по эмпирической формуле (3) для однослойных коронок.

4(9. ,(2)

(1)

зр« WW

4-2-10-Ць

(3)

где С - нагрузка на коронку, даН; Н - твердость породы, даН/мм2; D - средний диаметр коронки, мм; п - частота оборотов, 1/мин.

Устройство работает следующим образом.

При создании осевой нагрузки и крутящего момента осуществляется силовое взаимодействие торца коронки и горной породы. На наклонной части торца коронки в точке касания каждого алмаза с породой возникает поперечная составляющая от осевой нагрузки, направленная к центру коронки. Поперечные силы, генерируемые в диаметрально противоположных точках, взаимно

уничтожаются. Поскольку в матрице 2 выбран паз 5, диаметрально противоположная часть ее формирует некомпенсированные радиальные силы, равнодействующая которых Гд направлена в центр паза 5.

0 В точке, диаметрально противоположной центру паза 5, формируется также и равнодействующая Ц. некомпенсированных тангенциальных сил, направленных противоположно вектору скорости вращения.

Равнодействующая R радиальной Ј

и тангенциальной сил направлена по биссектрисе угла у и обеспечивает равномерную загрузку базовых направляющих 6 и 7 и их равномерный износ. Коронка прижимается к стенке скважины боковой по0 верхностью, заключенной между сторонами угла у, не имеющей режущих элементов, т. е. не имеющей возможности разрушать стенку скважины и уводить скважину от заданного направления.

При появлении посторонней возмушаю5 щей силы направление равнодействующей всех поперечных сил меняется, но не выходит за пределы, ограниченные сторонами угла Y .что исключает возможность прижатия матрицы ее вооруженной боковой поверхностью к стенке скважины и резко

0 уменьшает интенсивность увода скважины от заданного направления.

Изобретение позволяет повысить эффективность бурения глубоких направленных скважин за счет уменьшения угла отклонения ствола от заданного направления.

5

Формула изобретения

Алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу с объемными и подрезными

Q алмазами и наклонной наружной поверхностью, отличающаяся тем, что, с целью повышения эфективности работы коронки за счет уменьшения искривления ствола скважины, преимущественно при направленном бурении, она снабжена двумя базовыми на5 правляющими с наружными поверхностями, совмещенными с наружной поверхностью матрицы, наклонная поверхность которой выполнена с радиальным пазом, а участок ее между базовыми направляющими с гладкой поверхностью, при этом одна из ба0 зовых направляющих расположена над пазом, а другая - установлена относительно первой с угловым смещением с возможностью стабилизации работы коронки.

4i

Изобретение относится к алмазному породоразрушающему инструменту и позволяет повысить эффективность его работы за счет уменьшения искривления ствола скважины, преимущественно при направленном бурении. Коронка содержит корпус 1, матрицу 2 с наклонной наружной поверхностью, на которой выполнен радиальный паз 5 и базовые направляющие (БН). Матрица 2 армирована объемными и подрезными алмазами 3 и 4, причем участок наклонной поверхности матрицы между БН выполнен без подрезных алмазов 4. При этом БН выполнены с гладкими наружными поверхностями, установленными заподлицо с наружной поверхностью матрицы 2. Такое выполнение коронки обеспечивает постоянное прижатие к стенке скважины участка матрицы 2, находящегося между БН. Так как этот участок не имеет подрезных алмазов, то он не разрушает стенок скважины и не уводит ствол скважины от заданного направления. 2 ил.

Фиг.1