Буровая коронка Советский патент 1992 года по МПК E21B10/36 

Изобретение относится к горному делу, в частности к породоразрушающему инструменту для бурения скважин в породах различной крепости.

Известна буровая коронка, содержащая корпус ступенчатой формы, на головной части которого выполнено несколько перьев с закрепленными в них твердосплавными вставками, кернообразующую полость, связанную через радиальные каналы с продувочным отверстием. При этом боковая поверхность перьев и твердосплавных пластин в различных точках имеет одинаковую твердость 1.

Известны также буровые коронки, содержащие хвостовик и головную часть, армированную твердосплавными вставками пластинчатой и штыревой формы, а боковая периферийная поверхность головной части выполнена наклонной, с вершиной со стороны хвостовика коронки, и имеет также одинаковую твердость 2, 3.

Недостатком этих коронок является низкая стойкость из-за быстрого износа боковой поверхности перьев головной части и потеря диаметра скважины при бурении пород высокой абразивности и крепости. Кроме того, потеря диаметра буримой скважины влечет за собой невозможность добуривания этой скважины другой коронкой, которую заклинивает в скважине а также ухудшает условия продувки скважины и удаления буровой мелочи в процессе работы. Все эти недостатки делают коронки ненадежными в работе и снижают производительность бурения.

Цель изобретения - повышение стойкости коронки и увеличение скорости бурения скважин за счет снижения износа корпуса и твердосплавных вставок в зоне их соприкосновения по наибольшему диаметру боковой поверхности перьев корпуса.

Указанная цель достигается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус с хвоvjсь XI

ел

стовиком и головной частью с боковыми вырезами, перья на головной части и кернооб- разующее углубление с боковыми вырезами,зарепленные в перьях твердосплавные вставки с режущими кромками, на боковой поверхности перьев и твердосплавных вставок выполнены участки повышенной твердости в виде кольцевых линий ел еда лазёр а; пр ичем первая кольцевая линия расположена в пересечении основания кромок вставок и тела перьев, а Ширина участка равна высоте твердосплав- вставок, причем линия следа лазера выполнена по винтовой линии.

На фиг, 1 изображена предлагаемая буровая коронка; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг, 3 - вид В на фиг. 2 варианты); на фиг. 5 - изображена предлагаемая штыревая коронка; на фиг. 6 - вид А на фиг. 5; на фиг. 7 - узел I на фиг. 6 (увеличено).

Как показано на фиг. 1 и 5, буровая коронка содержит корпус, состоящий из хвостовика 1 и головки 2. На головке 2 выполнено несколько перьев 3, в каждом из которых закреплены твердосплавные пластины 4 или наклонные штыри 5, в перья разделены между собой радиальными каналами 6 и 7, соединяющими кернообразую- щую полость 8 с боковыми вырезами 9 и 10.

Кернообразующая полость снабжена твердосплавными вставками 11 и выходом, продувочного отверстия 12, а боковая периферийная поверхность 13 перьев 3 и периферийная поверхность 14 вставок 4 и 5 снабжена участками 15, обработанными лучом лазера и имеющими повышенную прочность.

Хвостовик 1 буровой коронки снабжен системой каналов 16 под байонетное соединение с пневмоударником.

Работает предлагаемая коронка как и известные, т.е. хвостовиком ее устанавливают в буксу пневмоударного механизма и по его торцу наносят удар, под действием которого пластины 4 и штыри 11 и 5 внедряются в породу и разрушают ее. За счет вращения коронки вокруг продольной оси происходит обуривание всей площади забоя скважины,

Буровая мелочь захватывается потоком сжатого воздуха, выходящим из продувочного отверстия 12, и через радиальные каналы 6-10 удаляется из зоны забоя скважины на поверхность. Буровая мелочь вместе с воздухом попадает в зазор между стенкой скважины и боковой поверхностью 13 перьев 3 корпуса. При прохождении мелочи высокой абразивности боковая поверхность перьев 3 изнашивается, и быстро теряется диаметр скважины. Наличие участков 15 на перьях 3, пластинах 4 и штырях 5

позволяет исключить истирание корпуса и вставок 4 и 5 по диаметру, не вызывая интенсивного падения диаметра буровой скважины. Увеличивать ширину витков лазерной обработки на боковой поверхности перьев

3 нецелесообразно, так как она наклонена на 3-5°, что при значительной ширине приведет к образованию обратного конуса.

Использование изобретения позволит резко сократить потерю диаметра коронки

при бурении высокоабразивных пород, повысит стойкость и надежность бурового инструмента, Исключение износа верхней части корпуса и вставок позволит исключить необходимость оснащения боковой поверхности коронок калибрующими лезвиями или вставками.

Остальная часть боковой поверхности перьев корпуса должна изнашиваться, чтобы исключить образование обратного конуса. Кроме того, использование лазерной обработки резко снизит трудоемкость получения участков с повышенной прочностью что открывает возможность массового изготовления буровых коронок,

Использование изобретения позволит повысить стойкость буровых коронок в 2- 2,5 раза по сравнению с известными.

Формула изобретения

1. Буровая коронка, содержащая корпус с хвостовиком и головной частью с боковыми вырезами, перья, выполненные на головной части, и кернообразующее углубление с продувочным отверстием, радиальные каналы, сообщающие кернообразующее углубление с боковыми вырезами, и закрепленные в перьях твердосплавные вставки с режущими кромками, отличающаяся тем, что, с целью повышения

стойкости коронки путем снижения износа боковой поверхности перьев, на боковой поверхности перьев и твердосплавных вставок выполнены участки повышенной твердости в виде кольцевых линий следа лазера,

причем первая кольцевая линия расположена в пересечении основания режущих кромок, вставок и тела перьев, а ширина участка повышенной твердости равна высоте твердосплавных вставок,

2, Коронка по п. 1,отличающаяся тем, что линии следа лазера расположены по винтовой линии,

&V2.2

г.4

Л #

Использование: изготовление породо- разрушающего инструмента для ударно- вращательного бурения скважин. Сущность изобретения: буровая коронка содержит корпус с хвостовиком и головной частью. На головной части выполнены боковые вырезы, перья и кернообразующее углубление с продувочным отверстием. Между перьями расположены радиальные каналы, которые сообщают боковые вырезы и кернообразующее углубление. На перьях закреплены твердосплавные вставки с режущими кромками. На боковой поверхности перьев и твердосплавных вставок выполнены участки повышенной твердости в виде кольцевых линий следа лазера. Первая кольцевая линия расположена в пересечении основания режущих кромок вставок и тела пера. Ширина линии равна высоте твердосплавных вставок. Линии могут быть расположены по винтовой линии. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. (Л С

/4 / л

л

9м.7