Алмазная буровая коронка

Алмазная буровая коронка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА , содержащая корпус и закрепленную на его рабочем торце алТиазоносную матрицу оснащенную по наружному и внутреннему диаметрам цилиндрическими подрезными элементами из сверхтвердого материала, скважинои .кернокалибрующие торцы которых параллельны оси коронки, отличающаяся тем, что, с целью повышения ресурса ее работы за счет обеспечения установки подрезных элементов точно по заданному ; диаметру, рабочий торец корпуса и примыкающие к нему торцы цилиндрических поД резных элементов выполнены наклонными и параллельными друг другу. (Л 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК за 21 В 1048

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЗ (21) 3497443/22-03 . (22} 04.10.82 (46) 15.01.84. Бюл. № 2 (72) P. К. Богданов, А. А. Бугаев, В. H. Лив-. шиц, В. Ш. Хажуев, А. A. Гоов и А. Х. Шогенов (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов AH

УССР и Кабардино-Балкарский завод алмазного инструмента им. Ленинского комсомола (53) 622.24.051.71 (088.8) (56) I. Корнилов Н. И. и др. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин. М., «Недра», 1979, с. 84, 2. Авторское свидетельство СССР № 594291, кл Е 21 В 1О/48, 1972 (прототип) .

„.SU„. 10 191 А (54) (57) АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА, содержащая корпус и закрепленную на его рабочем торце ал1иазоиосную матрицу оснащенную по наружному и внутреннему диаметрам цилиндрическими подрезиыми элементами из сверхтвердого материала, скважино- и кериокалибрующие торцы которых параллельны оси коронки, отличаюи(аяся тем, что, с целью повышения ресурса ее работы за счет обеспечения установки подрезных элементов точно по заданному диаметру, рабочий торец корпуса и примыкающие к нему торцы цилиндрических подрезных элементов выполнены наклонными и параллельными друг другу.

1067191

Изобретение относйтся к алмазному буровому инструменту, в частности к алмаз-. ным буровым коронкам, и может быть использовано при бурении геологоразведочных скважин.

Иэве тна буровая кольцевая коронка 5 типа 11ИЗ, включающая корпус и закрепленную на его торце алмаэоносную матрицу, оснащенную в подрезном слое по наружному и внутреннему диаметру крупными зернами алмазов (1). 0

Однако неудовлетворительная износостойкость подрезного слоя по наружному и внутреннему диаметрам, в результате чего инструмент снимается с работы преждевременно, не исчерпав заложенного в него ресурса алмазов, снижает эффективность работы инструмента. Кроме того, в коронках такой конструкции отмечается недостаточная прочность крепленИя матрицы к плоскому торцу корпуса, что влечет за собой отрыв секторов и, тем самым, снижение работоспособности инструмента.

Наиболее близкой к изобретению является алмазная буровая коронка, содержащая корпус и закрепленную на его рабочем торце алмазоносную матрицу, оснащенную по наружному и внутреннему диаметрам цилиндрическими подрезными элементами из сверхтвердого материала, скважино- и кернокалибрующие торцы которых установлены параллельно оси коронки 12).

Недостатком данных коронок является неудовлетворительная эффективность их ЗО работы за счет несовершенства конструкции подрезного слоя. Вызвано это тем, что в соответствии с конструкцией элементы, уложенные в подрезной слой, в процессе прессования матрицы, находясь между поверхностями торца корпуса и дна пресс-формы, воспринимают на себя основную нагрузку.

Так как материал славутич, из которого сделаны элементы, сам по себе является сравнительно хрупким, то при приложении к нему давления в нем возникают микрон макротрещнны, которые затем в процессе пропитки заполняются пропитывающим сплавом. В процессе бурения при вибрации инструмента происходят удары коронки . о стенки скважины, от чего микротрещины в элементах увеличиваются в размерах и 45 постепенно кусочки материала отделяются от матрицы. Образовавшиеся кусочки попадают под торец коронки и, воздействуя на него, приводят к дополнительному износу .матрицы, в результате чего коронка преждевременно выходит из строя. Одновременно с этим, ослабление подрезного слоя коронок за счет разрушения вставок приводит к увеличению износа коронок по диаметрам, что снижает работоспособность инструмента.

Кроме того, в процессе прессования в графитовой форме, последняя эа счет своего

55 упругого воздействия отжимает от своей .поверхности элементы и, тем,самым, опти2 йальный диаметр коронки изменяется в, меньшую сторону, т. е. коронка получается

Заведомо меньшего размера ilo наружному диаметру. В процессе бурения даже незначительный износ по наружному диаметру приводит к зауживанию скважины. В этом случае коронку снимают с работы, которая не исчерпала ресурса, заложенного в ее объемный слой алмаза.

Цель изобретения — повышение ресурса работы коронки за счет обеспечения установки подрезных элементов точно по заданномм у ди а метру.

Указанная цель достигается тем, что . в алмазной буровой коронке, содержащей корпус и закрепленную на его рабочем торце алмазоносную матрицу, оснащенную по наружному и внутреннему диаметрам цилиндрическими подрезными элементами из сверхтвердого материала, скважино- и кернокалибрующие торцы которых установлены параллельно оси коронки, рабочий торец

«корпуса и примыкающие к нему торцы цилиндрических подрезных элементов выполнены наклонными и параллельными друг другу.

На фиг.. 1 изображена предлагаемая . коронка, продольный разрез; на фиг. 2— узел 1 на фиг. l.

Коронка содержит корпус C закрепленной на его торцовой поверхности матрицей, состоящей из объемного алмаэоносного слоя

2 и полреэного слоя 3, арми:ованного по боковым поверхностям наружного (0) и внутреннего (d) диаметров подрезнымй элементами 4 нз сверхтвердого материала, например славутича.

Поверхность скважино и кернокалибрующих оснований а, перпенликулярная боковым поверхностям б, параллельна оси коронки О-О, а наклонная поверхность в параллел ьна кл и новой поверхности 5 торца корпуса I.

Коронка работает следующим образом:

При помощи резьбы коронка крепится к колонковой трубе (не показана), которая посредством привода tòàíêà через штанги приводится во вращение. Закрепленная на торце корпуса алмазная матрица 2 вступает в контакт с породой и разрушает ее.

Образующиеся при этом частицы породы (шлам), находясь под торцом матрицы, изнашивают материал матрицы, обнажая при этом алмазы, которые изнашиваются, в свою очередь, при трении о монолит породы. По мере углубки коронки в породу, обнажение происходит непрерывно до полного износа матрицы. Закрепленные по наружной (D) и внутренней (d) поверхности матрицы элементы 4 славутича калибруют скважину и керн, и в случае правильно выбранной износостойкости не лают возможности скважине зауживаться.

Выполнение торца корпуса 1 клиновой формы, а подрезных . цилиндрических эле1067191

3 ментов 4 с наклонным торцом в, ответным клиновой поверхности г торца корпуса 1, позволяет в процессе прессования матрицы избежать передачи давления корпусом на подрезные элементы 4, и, тем самым устранить возникновение в них микротрещин. Одновременно с этим обеспечивается н прижатие подрезных элементов 4 к поверхностям пресс-формы, в результате чего размер

; коронки по наружному и внутреннему диаметрам выдерживается очень строго, и подрезные элементы обеспечивают полную от4 работку объемных алмазов без епотери» коронкой наружного и внутреннего диаметров.

Как показали результаты предварительных испытаний опытных образцов коронок, изготовленных в соответствии с изобретением, износостойкость коронок, оснащенных синтетическими алмазами, при бурении.горных пород повышается в среднем на 24% и составляет,15,2 м против 12,3 м у про. тотипа.

Составитель С. Денисова

Редактор М. Келемеш Техрсд И. Верес Корректор О. Билак

За каз10908/37 Тираж >69 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4