Алмазная буровая коронка

Алмазная буровая коронка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА , содержащая корпус и алмазоносную матрицу с клиновидной частью, оснащенной нopoдopaзpyнJaющими элемента.ми из более износостойкого материала, отличающаяся тем, что, с целью новы тени я эксплуатационной стойкости коронки и ме.ханической скорости бурения при проходке трещиноватых горных пород, BepHJHHa клиновидной части матрицы смещена в сторону кернообразуюпдей поверхности коронки, при этом породоразрущающие элементы расположены с выходом на рабочий торец клиновидной части и кернообразующую поверхность коронки , а д.тина их составляет 0,2-0,4 длиШ) вершины клиновидной части матрицы. (Л ТА ОС О 4;; со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ä„SUÄÄ 1180479 A (5г)4 Е 21 В 10/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н АBTOPGKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3735532/22-03 (22) 28.04.84 (46) 23.09.85. Бюл. № 35 (72) В. Н. Лившиц, А. Н. Ивженко, А. А. Бугаев, P. К. Богданов и Т. П. Титова (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН УССР (53) 622.24.051.7! (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 719192, кл. E 21 В 10/48, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 688599, кл. Е 21 В 10/48, 1977. (54) (57) АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА, содержащая корпус и алмазоносную матрицу с клиновидной частью, оснащенной породоразрушающими элементами из более износостойкого материала, ог.ги гающаясч тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости коронки и механическои скорости бурения при проходке трещиноваTblx горных пород, вершина клиновидной части матрицы смещена в сторону кернообразующей поверхности коронки, при этом породоразрушающие элементы расположены с выходом на рабочий торец клиновидной части и кернообразующую поверхность коронки, а длина их составляет 0,2 — 0,4 длины вершины клиновидной части матрицы.

1180479 — 0,2 — 0,4

1 и+ (1 — 1)п, гдс t„Средняя механическая

Отношение суммарной длины элементов из более износостойнтенсивность изнашивания Характеристика атрицы по высоте, мм/м кого материала к длине алмазоносной о вершине со стороны лина внутреннего диаметра скорость бурения, м/ч матрицы

0,29

1,92

0,1

0,29

Интенсивный износ матрицы по высоте

0,2

2,32

0,18

0,18

Нормальный износ

2,30

0,3

0,16

0,16

То же

0,4

2,26

0,16

0,16

Изобретение относится к алмазному буровому инструменту, а именно к алмазным буровым коронкам, и может быть использовано в алмазном геологоразведочном бурении скважин.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости коронки и механической скорости бурения при проходке трещиноватых горных пород.

На фиг. 1 показано схематическое расположение более износостойких элементов; на фиг. 2 — - разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3— сектор коронки, разрез.

Алмазная буровая коронка состоит из корпуса 1, на котором закреплена алмазоносная матрица 2, вершина клиновой части к торой обращена к внутренней, кернообразпогцей, асти коронки и оснащена более износостойкими элементами 3 с выходом их на рабочий торец и внутреннюю поверхность коронки, при этом суммарная длина э,.с мс гов 3 из более износостойкого материала составляет 0,2 — 0,4 длины окружности алмазоносной матрицы, проведеннои по верни!не клина, длина алмазоносного сектора по вершине клиновой части матрицы; длина более износостойкого элемента в секторе; кисло секторов, не содержащих износостойкие элементы; число секторов, содержащих более износостойкие элементы.

Соблюдение указанного соотношения позволяет сохранить профиль матрицы коронки в виде одностороннего клина до полной ее отработки и высокую механическую скорость в процессе бурения трещиноватых горных пород.

Буровая коронка работает следующим образом.

Крутящий момент и осевая нагрузка от бурового станка через бурильную колонну

10 передаются на корпус буровой коронки и ее алмазоносную матрицу 2, которая разрушает горную породу. При подходе алмазоносной матрицы к трещине в горной породе вершина клиновидной части матрицы разрушает горную породу с опережением со стороны внутреннего диаметра, а с наружной части остается целик породы, который препятствует отрыву керна с частью забоя от монолита до момента прохождения TppLllHHbt вершиной клиновой части матрицы. 3а счет этого исключается отрыв, дробление и разрушение керна с образованием крепких гранул горной породы, вызывающих повышенный износ алмазоносной матрицы со стороны внутреннего диаметра. При этом клиновидная форма матрицы сохраняется за счет наличия элементов 3 из более износостойкого материала, например твесала.

В то же время, более износостойкие элементы занимают 0,2 — 0,4 общей длины алмазоносной матрицы, поэтому в процессе бурения не происходит снижения механической скорости. Приведенные данные получены при проведении лабораторных испытаний опытных образцов буровых коронок.

Результаты испытаний приведены в таблице.

1180479

Продолжение таблицы (з (0,5

1,78

0,16

0,16

Снижение механической скорости

Известная коронка

1,23

0,15

0,43

Аномальный износ матрицы в виде кольцевых канавок со стороны внутреннего диаметра.

Фиг. 2

Составитель A. Сергачев

Редактор В. Петраш Техред И. Верее Корректор А. Обручар

Заказ 5866/27 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ ГосударствеНного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Как видно из полученных данных, оснащение вершины клиновидной алмазоносной матрицы более износостойкими элементами с их суммарной длиной, составляющей 0,2—

0,4 длины алмазоносной ее части, позволяет повысить механическую скорость бурения в 1,6 раза по сравнению с известной, сохранить практически одинаковую износостойкость и исключить аномальный износ матрицы в виде кольцевых канавок со стороны внутреннего диаметра при бурении тре20 щиноватых пород.

Кроме этого, износостойкие элементы в вершине клиновидной алмазоносной матрицы способствуют сохранению ее первоначальной формы в процессе отработки, тем самым обеспечивая сохранение высокой средней механической скорости бурения.