Алмазная буровая коронка Советский патент 1992 года по МПК E21B10/48 

сл

с

Использование: бурение скважин по твердым породам. Сущность изобретения: коронка включает корпус с эксцентричным фигурным выступом на рабочем торце и матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы. Эксцентричный выступ сопряжен с внутренней поверхностью корпуса, а в зоне их сопряжения выполнен промывочный канал длиной, больше длины других промывочных каналов. При этом удлиненный промывочный паз выполнен с переменным поперечным сечением, а длины концентричных дуг, составляющих торец алмазосодержащей матрицы, на любом радиусе равны между собой. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к породоразруша- ющему инструменту используемому при бурении скважин с отбором керна при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду.

Известна алмазная буровая коронка, включающая корпус с эксцентричным фигурным выступом на рабочем торце и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными каналами на секторы.

Основными недостатками известной алмазной буровой коронки являются неравномерность их отработки, высокая интенсивность искривления ствола скважины и частая самозаклинка керна, из-за нера- циональной формы торца алмазной коронки.

Целью изобретения является повышение эффективности работы коронки за счет более равномерной отработки матрицы и

снижения интенсивности искривления ствола скважины и самозаклинок керна.

Указанная цель достигается тем, что в алмазной буровой коронке, включающей корпус с эксцентричным фигурным выступом на рабочем торце и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными каналами на секторы, согласно изобретения, эксцентричный фигурный выступ на торце сопряжен с наружной и внутренней поверхностями корпуса, а в зоне сопряжения эксцентричного выступа с внутренней поверхностью корпуса выполнен промывочный канал, длина которого больше длины других каналов, при этом длины концентричных дуг, составляющих торец алмазосодержащей матрицы, на любом радиусе равны.

На фиг. 1 показан торец короночного кольца с эксцентричным фи /рным выступом; на фиг.2 - торец алмазосодержащей

XJ XI сл

СП

сл

матрицы, составленный из концентрично расположенных дуг; на фиг. 3 - алмазная буровая коронка.

Алмазная буровая коронка содержит корпус 1, алмазосодержащую матрицу 2, сектора 3, промывочные каналы 4, проточку 5, подрезные алмазы 6, размещенные над большим промывочным каналом 7, ограниченным радиальным углом р. В торце корпуса 1 выполнен эксцентричный фигурный выступ 8, а алмэзосодержаа1ая матрица 2 составлена из концентричных дуг 9 одинаковой длины.

В процессе бурения скважины на коронку 1 передается вращающий момент и осевая нагрузка. Для очистки забоя от шлама и охлаждения алмазного породоразру- шающего инструмента подается промывочная жидкость. В процессе бурения скважины рабочий торец коронки путем микрорезания разрушает породу забоя с образованием столбика керна. В связи с тем, что алмазосодержащая матрица выполнена с промывочным каналом 7, длина которого больше длины других промывочных каналов 4, часть забоя скважины, расположенная под большим промывочным каналом 7 находится более длительное время под воздействием промывочной жидкости, Поэтому глубина промокания предразру- шенного слоя под ним больше, чем глубина срезаемого слоя породы за один оборот коронки, Это позволяет коронке работать в режиме мокрого трения, что значительно увеличивает механическую скорость бурения.

Под торцом алмазной коронки разрушаемая порода находится в напряженном состоянии, которое неразномерно распределено в радиальном направлении. Все это приводит к неравномерному износу торца алмазной коронки, так и к неравномерному разрушению забоя скважины. Для более равномерного износа торца алмазной коронки 1 торец матрицы 2 образован концентричными дугами 9, длины которых рав- ны. Большой промывочный канал 7 размещен в месте сопряжения фигурного выступа 8 с внутренним диаметром корпуса коронки 1 к ограничены радиальным углом /) . Фигурный выступ 8 в торце корпуса 1 выполнен эксцентричным относительно оси корпуса 1. Такое выполнение фигурного выступа 8 позволяет перераспределить напряжения по сечениям матрицы 2 коронки. Перераспределение напряжений позволяет отработать алмазную коронку без образования кольцевых фасок в матрице 2.

При бурении скважины под действием осевой нагрузки происходит прогиб колонковой трубы. На коронке 1 образуется изгибающий момент от составляющей осевой

силы. Образование большого промывочного канала 7 позволяет создать на коронке противоположный момент. Это в свою очередь стабилизирует угол искривления скважины и снижает его интенсивность искривления.

Образовавшийся в процессе бурения шлам и кусочки керна скапливаются во внутренней суженной части корпуса коронки. Скопление шлама приводит к самозаклинке керна и прекращению рейса. Продольная

проточка 5, выполненная на внутренней поверхности корпуса 1 коронки способствует выводу кусочков керна из корпуса 1 в за- трубное пространство через промывочный канал 7 и уменьшает вероятность самозаклинки керна.

Таким образом, изменение конфигурации торца алмазной коронки позволит повысить механическую скорость бурения, равномерность отработки матрицы коронки, уменьшить интенсивность искривления ствола скважины и самозаклинки керна.

Формула изобретения Алмазная буровая коронка, включающая корпус с эксцентричным фигурным выступом на рабочем торце и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными каналами на секторы, отличающаяся тем, что, с целью повышения

эффективности работы коронки за счет более равномерной отработки матрицы и снижения интенсивности искривления ствола скважины и самозаклинок керна, эксцентричный фигурный выступ на торце сопряжен с наружной и внутренней поверхностями корпуса, а в зоне сопряжения эксцентричного выступа с внутренней поверхностью корпуса выполнен промывочный канал, длина которого больше длины

других каналов, при этом длины концентричных дуг, составляющих торец алмазосодержащей матрицы, на любом радиусе равны.