Буровая коронка Советский патент 1993 года по МПК E21B10/36 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, а именно к пневмоударному буровому инструменту и может найти применение в горной промышленности и геолого-разведочной технике,

Известна буровая коронка, у которой торцевая часть армирована твердосплав- ленными вставками, расположенными в вершинах параллелограмма, центр симметрии которого совпадает с осью коронки. Недостатком данной конструкции коронки является ограниченная область применения, так как используется она только в перфораторном бурении.

В качестве прототипа выбрана буровая коронка, у которой штыревые вставки расположены на торцевой поверхности головки по круговым рядам, центры которых совпадают с осью коронки.

Недостатком этой конструкции является низкая эффективность бурения вследствие повышенной энергоемкости разрушения породы при таком расположении вставок на забойной части коронки. Объясняется это тем, что каждая отдельная штыревая вставка, воздействуя на породу, образует вокруг себя ограниченную зону

разрушения, которая не взаимодействует с зонами разрушения соседних штырей, размещенных на значительном расстоянии друг от друга. Поэтому для эффективного бурения такой коронкой, необходимо нагружать ее большой энергией удара, что приводит к поломкам вставок. Целью изобретения является повышение эффективности бурения.

Указанная цель достигается тем, что в конструкции буровой коронки, содержащий корпусе рабочей головкой, армированной в торцевой части цилиндрическим породоразрушающими вставками, вставки установлены группами по три вставки, причем вставки в группе одинаково ориентированы по осям, а в плане центры вставок расположены друг от друга на расстоянии С, выбираемом в соответствии с выражением

1,,

где d - диаметр вставки.

Расстояние С выбирается при определенном d, исходя из следующего. Нижний предел () неравенства определяется конструктивно-технологическим зазором между соседними вставками, допускающим их заточку. Верхний предел (1,) нераСО

С

XI

со Ю

О

ел

венства - из расчета гарантированного перекрытия зон разрушения породы, которое имеет место при одновременном внедрении каждой отдельной вставки.

На фиг.1 изображен общий вид коронки, торцевая часть которой снабжена сгруп- пированными вставками; на фиг.2 - групповое размещение вставок на периферийной .части головки; на фиг.З - вид торцевой части рабочей головки в плане.

Буровая коронка состоит из корпуса 1, рабочей головки 2, торцевая часть 3 которой армирована породоразрушающими цилиндрическими вставками 4 диаметром d, размещенными обособленными группами 5, 6 и 7. Группа 5 состоит из четырех вставок, три из которых установлены в вершинах равностороннего треугольника со стороной, равной расстоянию С, а четвертая вставка отстоит от вершины треугольника так же на расстоянии С и служит для разрушения керна в центральной части забоя, Группа 6 состоит из трех вставок, размещенных на торцевой части коронки и установленных в вершинах равностороннего треугольника на расстоянии С. Группа 7 состоит также из трех вставок, но размещенных на периферийной части головки 2. Причем две вставки

0

5

0

5

этой группы установлены в одном круговом периферийном ряду и вместе с другими периферийными вставками остальных групп типа 7 обеспечивают необходимый диаметр скважины. Вставки, образующие ту или иную группу, одинаково ориентированы по осям, т.е. параллельны друг другу и равно удалены друг от друга на расстояние С, которое определяется из соотношения:

1,.

Кроме того на головке коронки выполнены продувочные каналы 8 и шламовые пазы 9.

Во время работы, при нагружении коронки ударными импульсами, происходит одновременное внедрение в породу всех групп и вставок в группах. При этом каждая из вставок в группе создает вокруг себя зону разрушения, которая взаимодействует с зонами разрушения соседних вставок, в результате чего напряжения в породу складываются, что приводит к эффективному бурению за счет снижения энергоемкости разрушения породы. По существу каждая отдельная вставка в группе облегчает внедрение соседней за счет взаимного влияния полей напряженности в разрушаемой зоне.

Использование: бурение скважин ударно-вращательным способом. Сущность изобретения: коронка содержит корпус с рабочей головкой. Рабочая головка армирована цилиндрическими породоразрушающими вставками. Вставки установлены группами потри вставки. В группе вставки одинаково ориентированы по осям: центры вставок в плане расположены друг от друга на расстоянии С, выбираемом в соответствии с выражением 1,, где d -диаметр вставки. 3 ил.

Формула изобретения Буровая коронка, содержащая корпус с рабочей головкой, армированной в торцевой части цилиндрическими породоразрушающими вставками, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности бурения, вставки установлены группами

Фиг. /

по три вставки, причем вставки в группе одинакового ориентированы по осям, а в плане центры вставок расположены друг от друга на расстоянии С, выбираемом в соответствии с выражением

1,, где d - диаметр вставки.