Буровая коронка
Патент 794159
Авторы
Классы МПК
Буровая коронка
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнятельное к авт. авид-ву— (22) Заявлено 26.04.79 (21) 2761804/22-03 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.01.8 1. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 03.02.81 (51) Ч.Кл,з Е 21 В 10/46
Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (53) УДК 622.24;051 (088.8) (72) Авторы изобретения
А. Р. Черненко и А. П. Миненко (71) Заявитель Научно-исследовательский горнорудный институт — Н И ГРИ
В 015
) »Ж" ".". ь4»аМР (В, (54) БУРО ВАЯ КОРОНКА
R»
5 i =r» ехр — С вЂ” — 1, Я
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровым .коронкам для ударно-вращательного бурения.
Известны буровые коронки, содержащие корпус и твердосплавную вставку с режущей кромкой (1).
- Недостатком известных коронок является то, что постоянное поперечное сечение режущей кромки по всей длине, вставки не обеспечивает равномерного распределения энергии удара по всей площади забоя скважины, что ведет к потерям энергии удара и снижает скорость бурения.
Известны также буровые коронки, включающие корпус и твердосплавную вставку с закругленной режущей кромкой j2), Недостаток коронок заключается в том, что форма твердосплавной вставки не обеспечивает равномерного распределения энергии удара по площади забоя скважины, что ведет к потерям энергии удара, а также к снижению износостойкости;и прочности буровой коронки.
Целью изобретения является .повышение износостойкости,и прочности буровой коронки.
Поставленная цель достигается тем, что режущая кромка выполнена с переменным радиусом закругления, возрастающим от центра коронки к ее периферии, при этом радиус закругления режущей кромки определяется по формуле ( где r — радиус закругления режущей кромки в поперечном сечении вставки на расстоянии R от оси коронки; 㻠— радиус закругления режущей кромки в крайнем периферийном сечении вставки;
Р» — радиус коронки;
15 С вЂ” коэффициент, зависящий от свойств пород и геометрии коронки.
На фпг. 1,показан осевой разрез буровой коронки; .на фиг. 2 — торец буровой
_#_ коронки со сплошными твердосплавными вставками переменного поперечного сечения режущей кромки; на фиг. 3 — торец коронки с секционными радиально направленными твердосплавными вставками, радиус закругления кромки которых выполнен в соответствии с предложенной зависимостью, причем, промежутки между вставками одного радиального направления перекрываются вставками другого радиаль,ного направления; на фиг. 4 — торец ко794159
F hd R
2!и ——
4Л где Е—
2А (2) (3) aQ-С Л а, где где r—
С,—,Q
y(R« - — R, - ) 50
R«вЂ”
С—
hr R„
1п 2 — С (4) где ронки со вставками переменного поперечного сечения, которые ориентированы под углом к радиусу коронки.
Буровая коронка состоит из корпуса 1 с направляющей 2 и твердосплавных вста вок 8, запрессованных в,корпус 1 коронки ,и имеющих режущую, кромку 4 с переменным радиусом поперечного сечения. В коронке имеются водяные каналы 5.
Усилие dQ, передаваемое породе элементом длины вставки параболического сечения, находится из выражения модуль Юнга разрушаемой породы; глубина внедрения кромки в породу; постоянный коэффициент, определяющий радиус закругления кромки г, который при малых Ь равен (см. Лурье А. И. Теория упругости, М., Наука, 1970, стр. 310). При постоянном сечении режущей кромки элемент длины встав.ки сЯ передает элементу площадки сектора .забоя dS=cpRdR одно,и то же усилие
dQ .на всех участках dR радиуса коронки от 0 до Р«(где rp — угол поворота коронки после каждого удара). Поскольку площадь элемента dS изменяется линейно вдоль R, то удельное давление с увеличением уменьшается при r=const. Поэтому для постоянства удельного давления, передаваемого породе коронкой, нужно, чтобы dQ изменялось пропорционально R, т. е.
Q — сила удара коронки по забою;
R< — минимальное расстояние от вставки до оси коронки.
Из (1 — 3) получают
С = hE(k«- — Р - ) (5)
Из (4) следует, что при изменении R от
0 до Ra радиус закругления кромки r непрерывно возрастает от 0 до r«а поэтому
/! и — «=С(—" — 1
> Я
5 или r =- r«exp — С " — 1 . (6) (г„ р
Выражение (6) обеспечивает равномерное раслределение силы удара по всей площади сектора забоя при любом С. При постоянном С, определяющем форму режущей кромки, и при постоянном Q величина и увеличивается с уменьшением Е и;наоборот. С увеличением С вЂ” h всегда увеличивается.
Установлено, что в зависимости от прочностных свойств горных пород показатель
С следует выбирать в пределах от 0,3 до
2,0.
Бурение предложенной коронкой осуще20 ствляются следующим образом.
Ударом бурового, инструмента коронка опускается на забой скважины и режущая кромка 4 вставки 8 внедряется,в породу, осушествляя ее разрушение сжатием и скалыванием. Затем буровой механизм перемещает коронку в сторону от забоя и поворачивает ее на определенный угол для нанесения следующего удара.
30 Формула изобретения
1. Буровая коронка, содержащая корпус и твердосплавную вставку с закруглен.ной режущей кромкой, отличающаяся
55 тем, что, с целью повышения износостойкости и прочности, режущая кромка выполнена с переменным радиусом закругления, .возрастающим от центра коронки .к ее периферии.
4о 2. Буровая коронка по п. 1, о тл.ич а ющ а я с я тем, что радиус закругления режущей кромки определяется .по формуле
r = r«exp — С вЂ” — 1 радиус закругления режущей кромки в,поперечном сечении вставки на расстоянии R от оси коронки; радиус закругления режущей кромки в крайнем периферийном сечении, вставки; радиус коронки; коэффициент, зависящий от свойств пород,и геометрии коронки.
Источники информации, принятые во
50 внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР № 327326, кл. Е 21 С 13/04, 1972.
2. Горное и нефтепромысловое машиностроение, М.. ВИНИТИ, т. 5, с. 48 (прото55 тип) .
794159
А-А
«Ж
Руд Р
Составитель Н. Ястребинская
Техред И. Пенчко
Редактор В. Большакова
Корректор С. Файн
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»
Заказ 1757/64 Изд. № 134 Тираж 645 Подписное
НПО <Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5