Алмазный породоразрушающий инструмент Советский патент 1991 года по МПК E21B10/46 

Фиг. 2

J16

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к алмазному породоразрушающему инструменту для бурения скважин как с отбором керна, так и сплошным забоем.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости инструмента за счет обеспечения прочного соединения корпуса с матрицей и перерас- пределения зон повышенного напряжения между корпусом и матрицей.

На фиг.1 и 2 изображен породораз- рушающий инструмент с отбором керна, продольный разрез; на фиг.З - то же, вид сбоку; на фиг.4 - схема выполнения соединения корпуса с матричным кольцом; на фиг.З - Породоразрушающий инструмент для бурения сплошным забоем, продольный разрез.

Породоразрушающий инструмент включает корпус и матрицу - матричное кольцо 2, армированное алмазами 3 и разделенное промывочными пазами 4 на секторы. Матричное кольцо 2 и кор- пус 1 имеют соединение 5 типа кольцевой выступ кольцевой паз. Корпус 1 с выступом 6 может быть выполнен в виде ласточкина хвоста, а матричное кольцо 2-е пазом ответной формы (фиг.1 и 5).Соединение 5 может быть выполнено в виде кольцевого паза 7 на торце корпуса 1 и ответного выступа на торце матричного кольца 2, обращенном в сторону торца корпуса 1 (фиг.2). При этом паз 7 имеет по высоте переменную ширину, а меньшее основание паза 7 обращено в сторону матрицы 2. Такое выполнение соединения 5 обеспечивает замковое соедине- ние матричного кольца 2 с корпусом 1, предохраняющим их от относительного осевого перемещения.

Однако возможно выполнение кольцевого выступа 6 и ответного ему паза имеющими в продольном сечении прямоугольную, трапецеидальную или другую форму. При любой форме выполнения выступа 6 и паза 7 соединение 5 располагают эксцентрично относительно продольной оси 8 корпуса 1 и матричного кольца 2. Величина эксцентриситета е выбирается в зависимости от типоразмера породоратрушэющего инструмента. Эксцентричное расположение продольных осей копъиевого выступа 6 и корпуса I с матричным кольцом 2 предохраняет последние от прово рота одного относительно другого, а

,-

6471

с

Ю

15 20

25,„ 4д

-

50

55

18

кроме того, это способствует перераспределению зон повышенного напряжения между выступом 6 корпуса 1 и матричным кольцом 2,возникающих на участках с наименьшей толщиной матрицы. Учитывая, что таким участком в поро- доразрушаюшем инструменте является зона контакта кольцевого выступа 6 с матричным кольцом 2, эксцентричное расположение соединения 5 обеспечивает равномерную нагрузку по всей ширине торца корпуса I.

Матричное кольцо 2 может быть армировано алмазами 3 как естественными, так и синтетическими, причем как в виде крупных режущих элементов, так и в дробленном виде. Корпус 1 снаб- жен присоединительной резьбЪй 9 и в верхней части выполнен с конической расточкой 10 под кернорватель (не показан) в случае выполнения инструмента в виде буровой коронки (фиг.1 и 2).

Принцип работы инструмента заключается в следующем.

Породоразрушающий инструмент посредством резьбы 9 присоединяется к бурильной колонне и опушается в скважину. Под действием осевой нагрузки и крутяшего момента алмазы 3 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода удаляется с забоя промывочной жидкостью, подаваемой с поверхности через бурильную колонну и промывочные пазы 4. Крутящий момент передается от корпуса 1 на матричное кольцо 2 через эксцентричное соединение 5 типа кольцевой выступ - кольцевой паз, которое благодаря эксцентричному расположению исключает образование аномально нагруженных кольцевых участков на торце матричного кольца 2 и тем самым повышает эксплуатационную стойкость инструмента.

В случае прихвата инструмента матричное кольцо 2 удерживается на корпусе 1 замковым соединением или в виде выступа 6 в форме ласточкина хвоста, или в виде паза 7 переменного сечения, обращенного большим основанием в сторону резьбы 9.

Применение предложенного породо- разрушающего инструмента позволит повысить производительность бурения за счет роста его проходки и скорости бурения Достигается это благодаря повышению надежности соединения матричного кольца с корпусом, равномерЩи 1

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - повышение эксплуа - тационной стойкости инструмента за счет увеличения прочности соединения корпуса с матрицей и перераспределения зон повышенного напряжения между корпусом и матрицей. Инструмент содержит корпус 1 и алмазосодержащую матрицу 2 с соединением между собой типа кольцевой выступ 6 - кольцевой паз 7. Кольцевой выступ 6 и соответствующий ему кольцевой паз 7 расположены эксцентрично относительно продольной оси корпуса 1 и матрицы 2. Выступ 6 выполнен на матрице 2, а ответный паз 7 - на корпусе. Использование данного инструмента позволяет повысить производительность бурения ,за счет роста его проходки и скорости бурения. Достигается это благодаря повышению надежности соединения матрицы 2 с корпусом 1, равномерному распределению нагрузок по всей ширине торца и возможности применения более форсированных режимов бурения. 1 з.п.ф-лы, 5 ил. О « (Л

ц в

Фиг.1

Фиг. 4

Щи г. 5