Алмазная буровая коронка Советский патент 1992 года по МПК E21B10/48 E21B10/56 

Изобретение относится к области бурения крепких горных пород, а именно к алмазномупородоразрушающемуинструменту.

Известны алмазные буровые коронки, содержащие короночное кольцо с закрепленным на нем приварочным слоем и матрицей, имлрегнированной алмазами и разделенной промывочными пазами на сектора. Модификацией являются коронки, в секторах которых размещены вставки сверхтвердого материала.

Основным недостатком таких коронок, особенно при оснащении их мелкими алмазами является прижег рабочего торца, что приводит к снижению износостойкости.

Известна алмазная буровая коронка, которая содержит короночное кольцо с закрепленными на нем пайкой приварочным слоем и матрицей импрегнированной синтетическими алмазами, разделенной промывочными пазами на сектора. В приварочном слое этой коронки установлены цилиндрические вставки сверхтвердого материала (прототип).

Работа известной коронки сопровождается ее излишним износом вследствие гидроабразивного размыва рабочего торца матрицы, который образует на нем кольцевые выработки, в связи с чем рабочий торец, особенно сбегающая часть сектора пригорает, из-за чего износостойкость коронки в целом снижается.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки забоя скважины от шлама и охлаждения поверхности матрицы.

Указанная цель достигается тем, что в алмазной буровой коронке, содержащей корпус с жестко закрепленной на торце корпуса алмазосодержащей матрицей, радиальные промывочные пазы, разделяющие матрицу на отдельные сектора и по одному дополнительному радиальному промывочному пазу в средней части каждого сектора глубина дополнительных пазов составляет

сл

с

от 0,5 до 0,75 высоты матрицы, а их ширина - от 0,12 до 0,18 толщины матрицы.

Такое техническое решение секторов позволяет промывочной жидкости обеспечить достаточный дополнительный вынос продуктов разрушения через дополнительные пазы, что способствует износостойкости сбегающей части сектора, достигается улучшенное охлаждение промывочной жидкостью рабочего торца как напрямую, так и за счет активизации фильтрации промывочной жидкости в забойную зону предразру- шения.

Выполнение дополнительных пазов на глубину 0.5-0,75 высоты матрицы определи- ется условиями прочности крепления секторов к корпусу коронки, а также необходимостью полного перекрытия дополнительными пазами высоты импрегни- рованного слоя секторов, Ширина дополнительных пазов, равная 0,12-0,18 толщины матрицы, найдена из условий сохранения прочности секторов, работы промывочной жидкости в дополнительных пазах по очистке от шлама, а также техноло- гичности изготовления коронки.

На фиг. 1 представлен вид на буровую коронку со стороны рабочего торца; на фиг. 2 и 3 - развертки по внутреннему и наружному диаметрам соответственно.

Коронка состоит из корончатого кольца 1. приварочного слоя 2. матрицы 3. разделенной промывочными пазами 4 на секторы 5, в которых установлены вставки 6 из сверхтвердого материала. В секторах 5 и вставках 6 выполнены с одинаковым сечением дополнительные пазы 7. Причем дополнительные пазы 7 выполнены глубиной 0,5-0,75 высоты матрицы. Ширина дополнительных пазов 7 составляет 0,12-0,18 тол- щины матрицы.

Алмазная буровая коронка работает следующим образом.

От гидравлической системы станка через шпиндель и колонну бурильных труб осевая нагрузка и крутящий момент передаются через короночное кольцо 1 рабочему торцу коронки. Промывочная жидкость от насоса через внутреннее отверстие в колонне труб подается на забой скважины и к рабочему торцу коронки, проходит через зазоры между керном и внутренними поверхностями матрицы 3 в дополнительные пазы 7 в секторах 5 и вставках б и промывочные пазы 4. Этим обеспечивается при работе хорошее очищение от частиц породы и охлаждение не только набегающей, но и сбегающей части секторов коронки за счет того, что через дополнительные пазы 7 промывочная жидкость проникает под торец сбегающей части сектора. Устраняется прижег коронки и повышается стойкость инструмента. Стойкости инструмента способствует также то, что вставками 6 создается забойная зона микротрещиноватости в непосредственной близости от дополнительных пазов 7, что положительно для увеличения глубины фильтрации жидкости в микротрещины, поскольку снижается вероятность схлапывания микротрещин или их частей. Вставки б защищают контуры дополнительных пазов 7 от гидроабраэивного размыва, способствует разрушению горной породы как инденторы, предохраняют от излишнего износа наружный и внутренний диаметр коронки.

Формула изобретения.

Алмазная буровая коронка, содержащая корпус, жестко закрепленную, на торце корпуса алмазосодержащую матрицу, радиальные промывочные пазы, разделяющие матрицу на отдельные сектора, и по одному дополнительному радиальному промывочному пазу в средней части каждого сектора, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности очистки забоя скважины от шлама и охлаждения поверхности матрицы, глубина дополнительных пазов составляет от 0,5 до 0.75 высоты матрицы, а их ширина - от 0,12 до 0,18 толщины матрицы.

Использование: бурение скважин различного назначения с отбором керна. Сущность изобретения: коронка содержит корпус и жестко закрепленную на торце корпуса алмазосодержащую матрицу, разделенную радиальными промывочными пазами на отдельные сектора. В средней части каждого сектора выполнен дополнительный радиальный паз, глубина которого составляет от 0,5 до 0,75 высоты матрицы, а его ширина - от 0,12 до 0,18 толщины матрицы. 2 ил.

f

S

ru

//

f 6t v

M2JJ9)l

Фаз. I

ФигЗ