Кольцевая буровая коронка

Кольцевая буровая коронка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна по трещиноватым и перемежающимся по твердости породам при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду.

Известна алмазная буровая коронка, содержащая корпус с матрицей, разделенной промывочными каналами на секторы, у которой концентрические породоразрушающие элементы с торцевой поверхности снабжены резцами из сверхтвердого композитного материала, установленными по дуге секторов и дискретно с шагом, уменьшающимся от периферии к центру коронки (Патент РФ №2257458, опубликовано 20.02.05, МПК Е21В 10/48).

Недостатком этой коронки является низкая скорость проходки вследствие режуще-истирающего способа разрушения породы.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является кольцевая буровая коронка режущего типа по Патенту РФ 2359103, опубликованная 20.06.2009, МПК Е21В 10/48, которая содержит корпус с присоединительной резьбой, разделенный промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены резцами, армированными алмазно-твердосплавными пластинами, и имеют отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины. Указанная коронка выбрана в качестве прототипа.

Недостатком этой коронки является низкая скорость проходки вследствие режуще-истирающего способа разрушения породы, а также при наличии промывочных каналов, расположенных под прямым углом, что не способствует турбулентности восходящего потока.

Задачей изобретения является повышение скорости проходки и ресурса коронки за счет того, что кольцевая буровая коронка режущего типа содержит корпус с присоединительной резьбой, разделенная промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены твердосплавными пластинами, имеющие отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины, причем промывочные каналы выполнены встречно под углом.

На фиг.1 приведен общий вид буровой коронки, вид сбоку, на фиг.2 - вид со стороны торцевой поверхности.

Кольцевая буровая коронка режущего типа содержит корпус 1 с присоединительной резьбой, разделена промывочными каналами 2 на секторы 3, которые с торцевой поверхности 4 снабжены резцами 5, 6, резцы 5, 6 выполнены в виде секторов, армированных алмазно-твердосплавными пластинами, и имеют отрицательные передние углы β₁, β₂ в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы β₃ торцевой поверхности забоя скважины. Промывочные каналы 2 выполнены встречно под углом α.

Кольцевая буровая коронка работает следующим образом.

При вращении, передаваемом от става бурового станка (не показан), коронка при соприкосновении с забоем скважины разрушает его за счет того, что опережающий режущий элемент 5, установленный с отрицательным передним углом β₃, прорезает канал глубиной h. Отстающий режущий элемент 6, установленный с отрицательными передними углами β₂, β₃ в диаметральной плоскости, обрабатывают керн и стенку скважины соответственно. При резании твердых пород происходит изнашивание режущих элементов 5, 6, при этом изнашивание твердосплавной основы превышает изнашивание алмазного слоя в десятки раз, за счет чего формируется задний угол и резец остается острым и может продолжать резание породы с толщиной стружки h. Однако скорость бурения зависит, в значительной мере, от выноса из забоя скважинной буровой мелочи (продуктов разрушения забоя). Для увеличения интенсивности выноса продуктов разрушения из забоя скважины, промывочные каналы у скважинообразующих режущих элементов 5 выполнены встречно под углом, чем и достигается задача изобретения. Промывочная жидкость выходит из торца коронки, проходит по встречным промывочным каналам, смешивается, создавая турбулентный поток, что является очень важным для увеличения механической скорости бурения. Наличие турбулентного потока позволяет транспортировать на поверхность более крупные частицы шлама, следовательно, этот шлам не попадает под лезвие породоразрушающего инструмента для повторного разрушения и - как результат - увеличивается механическая скорость бурения.

Кольцевая буровая коронка, содержащая корпус с присоединительной резьбой, разделенная промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены твердосплавными пластинами, имеющими отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины, отличающаяся тем, что промывочные каналы выполнены встречно под углом.