Алмазная буровая коронка Советский патент 1981 года по МПК E21B10/46 

: ..: - .- .. Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушаюиему инструменту для бурения скважин с отбором керна. Известна ajiMasHaH буровая кОронка, состоящая из кольцевого корпуса при оеяи«ительной резьбой и алмазосОдеря ащей матрицы, разделенной промывомньми каналами, расположенйыми 9 радиальных направлениях, на Чередующиеся между собой секторы ll V в процессе бурения алмазосодёржа i щав матрица коронки разрушает пород образуя скважину. Шлам, образующийс под коронкой в процессе бурения, . выносится из скважины потоком Промывочной жидкости, поступакщей внутр коронки по колонне бурильных труб и в з трубное пространство скважины, по промывочным каналам в матрице коронки..- . ..-. - - ;. -:...; - Йедостаток указанной алмазной; буровой коронки заключается в том , 4to в процессе бурениялсекторы матг ртда коронки изна шивапфся, измен5 я контактную йлощадб их поверхности с забоем скважины, а акже диаметральные размеры, что обуславливает снижение механической скорости буре,имя и стайкости коронки. НаиСолёе близкой по технической сущности и дости аем6му результату к изобретению .является алмазная буровая коронка, состоящая из ксльцевого корпуса с присоединительной резьбой и алмазосодёржа:щей матрицы, разделённъй промывочными ;каналами, расположеннымн в радиальных направлениях, на чередующиеся между собой секторы с подрезными элементами в их основаНии с нар1ткной и внутренней их сторон 2}.., , - . ; .; Подрезйые .элементы обеспечивают защиту матрицы бУрОвой коронки от их износа по наружному и внутреннему / диаметрам коронки. Однако в процессе бурения матрица зтой коронки из-за недрстаточиой воэможнрс;ги теплоотвода Нагревается до больших значений температур, что обусловливает ее малую стойкость и, сл едовательнр, малую механическую скорость бурения. Целью изобретения янляет л увеличение стойкости коронки и мёханической скорости буреНия. Указанная цель достигается тем, что секторы матрица в поперечиом еечёйии имеют вид Прямоугольной .трапешт i острым углом 1фи большем орHOBaHHH,.jnpH4eM в каждом последующем секторе остроугольнаячасть расположена со стороны, противоположной остроугольной части предыдущего сектора. При этом ширина меньшего основани секторов матрищл в поперечйом сечении меньше половины большего их основания, а подрезные элементы в основании остроугольной части секторов матритда выполнены из материала, из- носостойкость которого вьлие износостойкости материала подрезных элеМен . тов в основании их Прямоугольных часте На фиг,i изображен общий вид алмазной буровой коронки в аксонометрической проекции;-на фиг. 2,3 - и 4 изйбражёны форгщ поперечных сечений матрида алмазной буровой коронки на первоначальном (1 этап) и последующих (Ни Ш этапы) этапахбурения. А шазная буровая коронка, состоит из кольцевого корпуса 1 с присоединительной резьбой 2- и алмазосодержащей матрицы 3, разделенной проглыночными канала ми 4 на секторы 5,имеющие в поперечном сеченИи вид прямоугольной -трапеции- с верхним основанием Rg, по длине меньшим половины длины ее нижнего основания Rj . В осноааяий трапецеидальных частей секторов 5 матрищл 3 коронки установлены подрезные . элементы 6 и 7. Причем .подрезные элементы 6 вы полиены из более износостойкого,мате риала, .чем элементы 7. На первоначальном этапе бурения Через секторы 5 матрИ1,рл 3 алмазной буровой коронки, контактирующие с по родой, осевая нагрузка от бурового станка .по..колонне бурильных труб и по колонковой трубе, соединенной с помощью: резь бы 2 с корпусом 1 корой ки, передается на забой скважины, За счет того, что секторы 5 на й-ервоначальном этапе (1 этап) бурен . в поперечном сечении трапецеидальную форму (фиг. 2) и расположен . на корпусе коронки так, как это пок за.нй на фигЛ и 2, то начальная кон тактнаяповерхность .сектора 5 матри i%j 3 составляет меньшую сулв 5арну о контактную йлощадь с забоем скважи ни по .сравнению с известными Конструкци-ямИ алмазных буровых коронок .при одинаковых осевых нагрузках на . забой скважины, а удельная осевая .нагрузка/на породу со сторриы матри цы 3 коронки;, соотве ствен но увелич .вдется. . . . . . . .Наклонные, поверхности секторов 5 матр7.цы 3 на начальном этапе бурени йе- контактирумт с забоем скважины, что обеспечивает дополнительный теп . отвод., улучшёние смачивания породы на забое скважйный очистку забоя о (штама разбуренной породи с помощью fijpON aBочной жидкости, вьасодйщёй в B;arPS6Hoe пространство сиваясииы по ромывочным каналам 4 матрицы 3, как езультат - увеличение механиче-ркой скорости бурения Нали ие V -образной рассечки по периметру торцовой части матрицы 3 (фиг.2) коронки обеспечивает стабилизацию .коронки на забое скважины в процессе бурения. . На первоначальном этапе бурения происходит износ «йекторов 5 матрицы 3 по их наружной и внутренйей поверхностям. . . . . : . . По завершений первоначального этапа (I этап) бурения матрица 3 алмазной буровой/коронки Приобретает в диаметральном сечении коронки форму клина (фиг.З) ,...-. С окончанием первоначального этапа и с преобретениём-профилем матрицы формы йлина наклонные поверхности секторов .5 коронки завершают выполнеиие функции по теплортводу и начина-.. ют выступать в роли допол нительнЫх. рабочих поверхйостёй, Обеспечивающих сохранность клиновидного профиля матригцл 3.. / . : . . При клиновидном профилематрицы 3 Алмазной йМпрег1 ированНой буровой коронки осуществл:яется высокоёф-фективная- многоступенчатая схема разрушения породы. При этом размеры ступеней матриг ы 3 коронки близки к раэмерами алмазного зёрна. 11 этап отработки алмазной буровой коронки в працессе бурения .завершается, когда профиль торца матрицы 3 прй.иймает овальную форму. При этом йроис54одйт постепенное уменьшение ; механичб.ской скорости бурения. На закЗгючйтейЬнбм этапе (и этап) бурения рабофа .алмазйой буровой- коронки аяало Рйчна работе-известньах конструкций алмазнех буровых коронок. По удельному расходу алмазов нас- .. тоящая алмазйая бу| оВ:ая коронка do- btfEefCTfeysT серийншл адагазньад буровым коронкам, а благодаря конетрукции секторрв матрии з и измевеник в процессе бурей ий ирофетй матрицы (фйг. и 4) достигается увеличение стойкости алмазной буровой коронки на 4%-имеханической скорости бурения на-78% . по сравнению с йзвестннми конструк-. здиймй ал лазных буровых кбронок, Формула изобретения 1. Длмаэная буровая коронка, состояЩая из кольцевого Корпуса с присоедийитёльной рез-ьбой и алмазосодержащей матрищй, разделенной промывочными каналами, расположенными в радиальных направленийх/на; чередующиеся между -собой секторы с подрезными элемента-. ми в их /OiuHo.BaH. с наружнойи внут.реАней йх GTOpdHHV;OT л и ч а ю aj ая 15 Я :Тём, -ЧТО. сце-льк& увеличе.ни стойкости коронки и механической ,скорости бурения, секторы матрищя в поперечном сечении имеют вид прямоугольной трапеций с острым углом при большем основании, причем в каждом последующем секторе остроугольная часть расположена со стороны, противоположной остроугольной части предыдущего сектора. 2.Коронка по П.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что имрйна меньшего основания в поперечном сечений секторов матрицы меньше половины большего основания.. . 3.Крронка по п. Г, о т Ли ч а ю щ а я с я тем, что подреэнйе элемен- 4 ; ч ты в основании остроугольной части секторов матрида выполнены из материала, изнойостойкость которого выше износостойкости материала подрезных элементов в.основании их прямоугольных Частей. : Источники информации, принятие во внимание при экспертизе 1.Алмазные импрёгнированные коронки для бурения скважин с применением одинарных эжекторных снарядов ОЭИ , информационный листок ОЦ НТИ, М7, ВИЭМС, 1974. 2.Авторские свидетельство СССР 473801, кл. Е 21 В 9/36, 1973 {прототип).

И этап

Жзтап