Буровая коронка

Буровая коронка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам с твердосплавным вооружением.

Известна буровая коронка, включающая корпус с пазами, в которых закреплены твердосплавные вставки, установленные с отрицательным углом наклона (см. авт. св. СССР №1677228, кл. Е21В 10/02, 1991 г.).

Данная коронка из-за сложной конструкции и ненадежности крепления резцов имеет малый ресурс работы и по этой причине не нашла широкого применения.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус с пазами на рабочем торце и установленные в них твердосплавные резцы, перекрывающие торец коронки и выполненные с вогнутой передней гранью (см. патент РФ №2039190, кл. Е21В 10/02, 1995 г.).

К недостатком этой коронки следует отнести малую эффективность ее в работе, связанную с некачественной очисткой забоя от шлама, ведущей к повторному его измельчению и к усиленному износу породоразрушающих элементов коронки, и нерациональную схему поражения забоя, что также значительно снижает проходку и механическую скорость бурения.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы буровой коронки.

Для достижения указанного технического результата буровая коронка, содержащая корпус с пазами на рабочем торце и установленные в них твердосплавные резцы, перекрывающие торец коронки и выполненные с вогнутой передней гранью, согласно изобретению рабочий торец твердосплавных резцов выполнен в виде гребенки, выступы которых имеют клиновидную форму, причем высота гребней увеличивается в направлении от центра к периферии.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:

- корпус коронки выполнен с наклонными промывочными каналами, выходная часть которых расположена перед вогнутой гранью твердосплавных резцов.

Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает общий вид коронки в разрезе, а фиг.2 - вид со стороны рабочего торца, на фиг.3-5 твердосплавный резец в трех проекциях и на фиг.6 - фрагмент торца коронки в увеличенном масштабе.

Буровая коронка включает корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и рабочим торцом 3, который армирован твердосплавными резцами 4, выполненными с вогнутой передней гранью 5 и гребенчатым торцом, выступы 6 которых имеют клиновидную форму с углами α и β соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Выступы 6 гребенчатого торца выполнены с переменной высотой, увеличивающейся от центра к периферии, а корпус 1 коронки - с наклонными промывочными каналами 7, выходная часть которых расположена перед вогнутой гранью твердосплавных резцов 4. Выполнение резцов клиновидной формы в плане с углом при вершине α обеспечивает создание дополнительной плоскости обнажения в горизонтальной плоскости, что снижает энергоемкость процесса разрушения породы. Это эффект увеличивается благодаря созданию дополнительной плоскости обнажения и в вертикальной плоскости за счет выполнения выступов 6 разной высоты. При этом благодаря увеличению выступов 6 в направлении от центра к периферии обеспечивается увеличение прочности выступов 6 резцов 4, расположенных в периферийной части, чем обеспечивается усиление калибрующей поверхности коронки со стороны стенки скважины и, как следствие этого, сохранение диаметра скважины.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Коронку посредством резьбы 2 присоединяют к колонне бурильных труб и спускают на забой скважины, где под действием осевого усилия и крутящего момента рабочие элементы 4 внедряются в породу и производят ее разрушение. Разрушенная порода потоком агента промывочной жидкости, подаваемой через промывочные каналы 7, выносится в затрубное пространство и далее к устью скважины. При этом благодаря вогнутой передней грани 5 твердосплавных резцов 4 промывочная жидкость подается непосредственно к режущим кромкам, обеспечивая их качественное охлаждение и исключая повторное разрушение породы. При этом резцы 4 благодаря выполнению выступов 6 гребенки с переменной высотой на забое скважины образуют опережающий забой со стороны стенки скважины. Кроме того, вогнутая поверхность передней грани 5 резцов 4 обеспечивает получение опережающего забоя и в направлении вращения коронки в зоне сопряжения их керно- и скважинообразующих кромок. Благодаря этому на забое образуются дополнительные поверхности обнажения, что способствует повышению эффективности разрушения породы. Этому способствует и наклонное расположение промывочных каналов 7, направленных в периферийную часть забоя, которая является опережающей как по высоте, так и по направлению вращения. Это обеспечивает работу периферийной части резцов по чистому забою, что благоприятно сказывается на механической скорости бурения и на проходке.

Предложенная схема очистки забоя исключает повторного измельчения разрушенной породы, повышает кпд очистного агента и тем самым повышает эффективность работы коронки в целом. Этому же способствует и предложенная форма выполнения резцов.

1. Буровая коронка, содержащая корпус с пазами на рабочем торце и установленные в них твердосплавные резцы, перекрывающие торец коронки и выполненные с вогнутой передней гранью, отличающаяся тем, что рабочий торец твердосплавных резцов выполнен в виде гребенки, выступы которой имеют клиновидную форму, причем высота гребней увеличивается в направлении от центра к периферии.

2. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что корпус коронки выполнен с наклонными промывочными каналами, выходная часть которых расположена перед вогнутой гранью твердосплавных резцов.