Буровая коронка Советский патент 1982 года по МПК E21B10/48 

1

Изобретение относится к породоразрушающим инструментам, а именно к алмазным буровым коронкам.

Известна буровая коронка, включающая корпус и съемные сектора с породоразрушающими элементами tl.

Недостатком известной коронки является быстрый износ породоразрушающих элементов, обусловленный их неравномерным контактом в процессе бурения с горной породой.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является буровая коронка, содержащая корпус с породоразрушающей частью, состоящей из металлического основания и закрепленной на нем матрицы с рабочими элементами и размещенные между корпусом и металлическим основанием пружину и упорный элемент 2.

Данная коронка позволяет создать более равномерную нагрузку на рабочие элементы всех секторов матрицы.

Однако эффективность ее работы ограничивается монолитными породами. При бурении по трещиноватым породам, особенно по породам с вертикальными трещинами,рабочий сектор на одной стороне коронки может под нагрузкой прижаться к корпусу, а сектор на диаметрально противоположной стороне кольца, попавший в трещину, может быть выступами пружины и выступить из торца на значительную величину. При вращении произойдет удар выступившего сектора о породу, что может привести к его выходу из строя. Все это снижает работоспособность коронки.

Цель изобретения - повышение стойкости коронки за счет предотвращения поломок рабочих секторов матрицы при бурении по трещиноватым породам.

Поставленная цель достигается тем, что металлическое основание породоразрушающей части выполнено в виде кольца, а корпус - с кольцевым высту39

пой, при этом коронка снабжена соединенной с металлическим основанием ограничительной втулкой с выступом на внутренней поверхности для, взаимодействия с кольцевым выступом корпуса и обеспечением осевого зазора между торцовыми поверхностями корпуса и металлического основания. Упорный выступ размещен в пазах, выполненных на прилегающих торцовых

поверхностях корпуса и металлического основания.

На фиг. 1 изображена предлагаемая коронка в разрезе, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг.З узел М на фиг. 1. Алмазная буровая коронка содержит корпус. 1, на котором размещена породоразрушающая часть, состоящая из металлического основания 2 с закрепленной на нем матрицей 3 с рабочими элементами, например алмазами . Металлическое основание 2 с матрицей 3 выполнено в виде цельного кольца, которое совмещается с корпусом 1. На основание 2 навинчено ограничительное кольцо 5, которое соединяет корпус 1 и основание 2, позволяя получить один неразъемный инструмент и в то же время создает предварительную нагрузку на пружину 6, которая может быть выполнена в виде гофрированной пластины , установленной между металлическим основанием 2 и корпусом 1. Ограничительное кольцо 5 имеет на внутренней поверхности выступ 7 для взаимодействия с кольцевым выступом 8, выполненным на наружной поверхности корпуса 1.

Между торцом металлического основания 2 и выступом 8 корпуса 1 имеется зазор 9, ограничивающий совместное осевое перемещение соединительного кольца 5 с металлическим основанием 2. Величина зазора выбирается в зависимости от диаметра и типа коронки. На прилегающих торцовых поверхностях корпуса 1 и металлического основания 2 выполнен паз 10, в котором размещен упорный элемент 11, предотвращающий смещение основания 2 по отношению к корпусу 1 по окружHocTVi. Для защиты поверхностей выступов 7 и 8 от воздействия шлама между

.соединительным кольцом 5 и корпусом 1, а так}ке между корпусом 1 и основанием 2 расположены резиновые прокладки . Пространство вокруг пружины также заполняется резиной.

4

Алмазная буровая коронка работает следующим образом.

За счет предварительного нагружения пружины 6 совместное осевое перемещение металлического основания 2 и ограничительного кольца 5 начинается только при достижении определенной величины давления на забой. После того, как в результате наклона колонковой трубы или разновысотности секторов в контакт с породой на забое вошла четвертая или пятая часть секторов и нагрузка превысила ве 1ичину

предварительного нагружения пружины, критическая для небольшой группы алмазов нагрузка перераспределяется на всю алмазоносную поверхность. При попадании части алмазоносной поверхнос трещины и пустоты происходит наклон всего основания 2 с матрицей 3 сохраняется постепенное изменение высоты по окружности алмазоносного торца, т.е. снижение критической динамической нагрузки позволяет исключить разрушение матрицы и рабочих и повысить стойкость коронки.

Формула изобретения

1. Буровая коронка, содержащая корпус с породоразрушающей частью, состоящей из металлического основания и закрепленной на нем матрицы с рабочими элементами, и размещенные между корпусом и металлическим основанием пружину и упорный элемент, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости за счет предотвращения поломок рабочих секторов матрицы при бурении по трещиноватым породам, металлическое основание породоразрушающей части выполнено в виде кольца, а корпус - с кольцевым выступом, при этом коронка (снабжена соединенной с металлическим основанием ограничительной втулкой с выступом на внутренней поверхности для взаимодействия с кольцевым выступом корпуса и обеспечением осевого зазора между торцовыми поверхностями корпуса и металлического основания..

2. Коронка по п. 1,отличающаяся тем, что упорный выступ размещен в пазах,.выполненных на прилегающих торцовых поверхнос