Буровая коронка

Буровая коронка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61 ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 10.05.79 (21) 2766266/22-03 (51) М.К . с присоединением заявки №вЂ”

Е 21 В 10/52

СССР

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень №32

Дата опубликования описания 05.09.81 (53) УДК 622.24. .051.62 (088.8) ло делан нэобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. P. Черненко и П. А. Миненко

Научно-исследовательский горноруднйй инст

Министерства черной металлургии Украинской (71) Заявитель (54) БУРОВАЯ КОРОНКА

Государственный комитет (23) Приоритет—!

Изобретение относится к горному делу, а именно к буровым коронкам для вращательного бурения.

Известна буровая коронка, содержащая корпус и износостойкие вставки, породоразрушающне кромки которых размещены по кривой линии (1).

Недостаток этой коронки состоит в том, что о»а не обеспечивает равномерного распределения энергии крутящего момента бурового механизма по площади забоя скважины, так как в периферийной части забоя коронка должна разрушить большую площадь забоя, чем в центральной его части.

Это ведет к потерям энергии и уменьшению скорости бурения.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения за счет равномерного распределения энергии крутящего момента по забою скважины.

Поставленная цель достигается тем, что породоразрушающие кромки размещены по кривой линии, описываемой следующим равенством r( — 1- — агс ту го 2 при го к0,3г„, где 8, r — цилиндрические координаты с осью Z, направленной по осн коронки; го — расстояние от оси коронки до начала криволинейного участка, см;

r — радиус коронки, см.

5 Выполнение средней линии вставок в соответствии с указанной зависимостью позволит равномерно распределить энергию крутящего момента по площади забоя скважины и на этой основе повысить скорость то бурения.

На фиг. I показана буровая коронка, осевой разрез; на фиг. 2 — торец буровой коронки со вставками, имеющими среднюю линию предложенной кривизны; на фиг. 3— торец, буровой коронки, в которой отдельные вставки криволинейной формы смещены в азимутальном направлении, но расположены вдоль линий предложенной кривизны.

20 Буровая коронка состоит из корпуса 1, юбки 2 и твердосплавных вставок 3, запрессованных в корпус 1 коронки. Каждая вставка имеет постоянное поперечное сечение ре859592 аю а41, r,> OPr„, MP / I ° г. r» + о r„ + .r, r„

М вЂ” крутящий момент бурового механизма;

Q — осевое усилие бурового механизма.

Для перехода от режима вращательноударного бурения к режиму вращательного бурения следует положить =0. В этом случае (2) в результате предельного перехода при а = 0 преобразуется в зависимость (1).

Конкретная реализации предлагаемой буровой коронки приведена в таблице в виде

® координат (в единицах г„) средней линии 5, выполненной в соответствии с зависимостью (I), при гр =0,3г (строки 1 и 2) и при

r0 =0,4г„(строки 2 и 3). г/rg 0 0,3 0,38 0,45 0,52 0,60 0,68 0,75 0,90 !,00

0 0 1,2 16 г/г„О 04 05 06

26 39 52 63 92 !10

0,7 0,8 0,9 1,00

Возможны несколько вариантов коронки: со сплошными (фиг. 2) и разделенными вставками (фиг. 3). В каждом варианте ко 3S ронки имеются отверстия б промывочных каналов.

Бурение осуществляется следующим об.разом.

Поворотом бурового механизма режущая 40 кромка 4 вставки 3 внедряется в породу, разрушая ее резанием и скалыванием.

Оценим приближенно увеличение скорости бурения предлагаемой коронкой Чх в сравнении со скоростью бурения известной коронкоИК,. У известной коронки длины вставок от 0 до 0,5г„ и от 0,5г„ до г находятся в соотношении примерно 3:5 (причем, от 0 до примерно 0,2г„вставка вообще отсутствует). У предлагаемой коронки длины вставок для тех же пределов (в пределах 50 от 0,2r„ 0,3г вставка прямая) находятся в соотношении 2:6. Следовательно, соотношение энергий на забое скважины составит (0,25Х 2+0,75 Х 6): (0,25 Х 3+0,75Х 5) 1,113. Таким образом, 11, Зо/р энергии кру- тящего момента у известной коронки не рас» э ходуется на разрушение. Считаем, что ско. рость бурения примерно пропорциональна

Формула изобретения

8 г 1 "у 9 1 г-в л при - re .О,Зг„, жущей кромки 4 и криволинейную среднюю линию 5, которая в пределах r0 0,3г„до г„выполнена в соответствии с зависимостью Г

g () - — arcing „(!)

2. о (обозначения приведены выше). В пределах от 0 до гр вставка может быть прямая или. вообще отсутствовать, так как в этом случае центральная часть забоя при гц =0,3гх разрушается скалыванием.

Для доказательства необходимости выбранной зависимости (1) воспользуется зависимостью формы средней линии вставки у коронки вращательно-ударного бурения, которая равномерно распределяет энергию осевого усилия и крутящего, момента бурового механизма по площади забоя скважин (при выше приведенных обозначениях). .„„„мЮ: д — угол поворота коронки после каждого удара; корню квадратному из энергии, тогда прирост скорости бурения предлагаемой коронкой составит 5,6О/о.

Для взрывания 1 млн т. руды требуется пробурить 40000 п/м скважин при стоимости 1 п/м от 0,97 до 5 руб. Экономический эффект при этом составит (0,97 — 5,00) X 0,05бХ 40000= (2,18 — 11,2) тыс. руб/1 млкт.

Буровая коронка, содержащая корпус и износостойкие вставки, породоразрушающие кромки которых размещены по кривой линии, отличшащаяся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет равномерного распределения энергии крутящего момента по забою скважины, породоразрушающие кромки размещены по криВой линии, описываемой следующим равенством

5 йде 8, г — нилиндрические координаты осью Z, направленной по оси ронки;

r0 — расстояние от оси коронки до нала криволинейного участка, см;

1к — радиус коронки, см.

859592 6 с Источники информаиии, ко-- принятые во внимание при экспертизе на- 1. Авторское свидетельство СССР № 626199, кл. Е 21 С 13/02, 1976 (прототип), Составитель Ю. Палащенко

Редактор М. Яновнч Те хред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7499/50 Тнранг о27 Подпнсное

ВНИИПИ Государственного комнтета СССР по делам нэобретеннй н открьгтнй

i 33035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан наб., д. 4/5

Фнлаал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектнан, 4