Алмазная буровая коронка

 

Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить износостойкость и механическую скорость бурения . Для зтого коронка (К) содержит короночное кольцо и закрепленную на его торце матрицу (М), разделенную промывочными каналами 2 на секторы 3. Секторы 3 состоят, из алмазоносной и подрезной частей. Алмазоносная часть каждого сектора 3 по всей высоте в рс1диальном направлении выполнена в виде слоев (С) 6, 7. Алмазы С 6 , 7 имеют различную зернистость, Средневзвешенный размер зерен алмазов каждого последующего d 3) 4.1 и предыдущего С в направлении от оси К связаны соотношением d,.- m-d- . , .-.- Э|51 т ч где ,2; l,3j. Наружные диаметры С и средневзвешенные размеры расположенных в них зерен алмазов связаны соотношением D; D,dg; :d,;., , «+1 D;, и D; - соответственно наружные диаметры i+1 и i С. При бурении под С 6 образуются более крупные частицы , чем под С 7, за счет наибольшей интенсивности внедрения в горную породу. Указанное распределение алмазов по С 6,7 обеспечивает оптимальный зазор между монолитом горной породы и М, что позволяет снизить интенсивность воздействия частиц шлама на М и обеспечить их вынос из-под торца К промывочной жидкостью, 3 ил. с S ся t-ff -Z%/. :лд о ее 35 со фи.2

СОаЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И>

А1 (504 Е 21 В 1О 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3936211(22-03 .(22) 22,04. 85 (46) 15.04.87. Бюл. Р 14 (71) Институт сверхтвердых материалов AH УССР (72) А. М. Исконкин, P. К. Богданов, В. Н. Лившиц, Н. Ф. Голод и А. Н. Голод (53) 622.24,051.7(088.8) (56) Бакуль В. Н. Синтетические алмазы в геологоразведочном бурении. Киев: Наукова думка, 1978, с. 80-81. (54) АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА (57) Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить износостойкость и механическую скорость бу" рения. Для этого коронка (К) содержит короночное кольцо и закрепленную на его торце матрицу (М), разделенную промывочными каналами 2 на секторы 3. Секторы 3 состоят. из алмазоносной и подрезной частей. Алмазоносная часть каждого сектора 3 по всей высоте в радиальном направлении выполнена в виде слоев (С) 6, 7. Алмазы С 6, 7 имеют различную зернистость

Средневзвешенный размер зерен алмазов каждого последующего d;+ и предыдущего d; С в направлении от оси К связаны соотношением Й =m.d. з! з!\ где ш E tl 2; 1,3). Наружные диаметры

С и средневзвешенные размеры расположенных в них зерен алмазов связаны соотношение И;+!:П! =1э . 1„ +1 Где

Э!

D;+, и Р; - соответственно наружные диаметры i+1 и i С. При бурении под С 6 образуются более крупные час— тицы, чем под С 7, за счет наибольшей интенсивности внедрения в горную породу, Указанное распределение алмазов по С 6,7 обеспечивает оптимальный зазор между монолитом горной породы и M что позволяет снизить интенсивность воздействия частиц шлама на М и обеспечить их вынос из-под торца К промывочной жидкостью, 3 ил.

0н d э

Э

D11 d33ii++tt

Di+ i

D; где D, 1 13

Изобретение относится к алмазному буровому инструменту и может быть использовано в геологораэведочном бурении скважин на твердые полезные ископаемые, Целью изобретения является повышение механической скорости бурения и износостойкости путем обеспечения равной износостойкости по всей ширине рабочего профиля алмазоносной части секторов матрицы.

На фиг. 1 изображена коронка, общий вид; на фиг, 2 — концентричное расположение слоев с алмазами раз" личной зернистости; на фиг. 3 — алмазоносная часть сектора матрицы, сечение вдоль оси коронки.

Коронка содержит короночное кольцо 1 и закрепленную íà его торце матрицу, разделенную промывочными каналами 2 на секторы 3, состоящие из алмазоносной 4 и подрезной 5 частей.

Алмазоносная часть 4 каждого сектора

3 по всей высоте в радиальном направлении выполнена в виде слоев 6 и

7, алмазы которых имеют различную зернистость. Средневзвешенный размер зерен алмазов последующего d +, и предыдущего d I слоев в направлении от оси коронки связаны соотношением

d ш и ... где m Е 1,2; 1,3). Наружные диаметры слоев и средневзвешенные размеры расположенных в них зерен алмазов связаны соотношением где 0 „, и D„ — соответственно наружные диаметры i+1 и i слоев.

Буровая коронка работает следующим образом, Крутящий момент и осевая нагрузка от бурового станка через колонну бурильных труб передаются на буровую коронку и равномерно распределяются на рабочей поверхности алмазоносной части 4 секторов 3 матрицы, которая при вращении разрушает горную породу, При разрушении горной породы образуется абразивный шлам, изнашивающий матрицу коронки, тем самым обеспечивая при постоянной скорости бурения заданное выступание алмазов и благоприятные условия для внедрения их в монолит горной породы.

Под алмазоносным слоем 6 образуются самые крупные частицы шлама эа

03697 2 счет наибольшей интенсивности внед" рения в горную породу при наименьшем пути трения алмазов этого слоя. Под слоем 7 с увеличением пути трения алмазы меньшей зернистости, чем в слое 6, в горную породу внедряются менее интенсивно и образующиеся при этом частицы шлама по величине меньше, чем под слоем 6, 10

Слой 6 оснащается алмазами более крупной зернистости по сравнению со слоем 7, что позволяет обеспечить наибольшую величину выступания алмазов при

15 условии их надежного закрепления в матрице после обнажения под воздействием шлама горной породы. Тем самым обеспечивается необходимый зазор между монолитом горной породы и

20 матрицей коронки, позволяющей снизить интенсивность воздействия частиц шлама на матрицу коронки и обеспечить их вынос из-под торца коронкй промывочной жидкостью °

Формула изобретения

Алмазная буровая коронка, включающая короночное кольцо и закрепленную

ЗО на его торце матрицу, разделенную промывочными каналами на сектора, состоящие иэ алмазоносной и подрезной частей, отличающаяся тем, что, с целью повышения иэносо35 стойкости и механической скорости бурения, алмазоносная часть каждого сектора по всей высоте в радиальном направлении выполнена в виде слоев, алмазы которых имеют различную зеро нистость,причем средневзвешеиный размер зерен алмазов каждого последующего с1;+„ и предыдущего Й,; слоев в направлении ат оси коронки связаны соотношением

d ; =md „ где mB(1,2; 1,3), а наружные диаметры слоев и среднев эв еше нные размеры расположенных в них зерен алмазов связаны соотношением и D; — соответственно наружные диаметры

i+1 и i слоев, 1303697

Составитель А. Сергачев

Редактор Н. Швыдкая Техред М.Моргентал Корректор М. Самборская

Заказ 1284/33 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проек . 4