Алмазная буровая коронка

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту и позволяет повысить эффективность работы коронки за счет улучшения очистки забоя от шлама и более интенсивного отвода тепла от матрицы. Коронка включает корпус 1 с матрицей 2, разделенной промывочными пазами 3 на секторы 4. На наружной и внутренней поверхностях матрицы 2 и корпуса 1 выполнены винтовые каналы 5 с шагом 0,16-0, 25 длины окружности .направленные от торцовых пазов по кернообразующей поверхности в сторону вращения коронки, а по скважинообразующей - противоположно. Винтовые каналы 5 выведены к кольцевым проточкам 6, выполненным по наружной и внутренней поверхностям корпуса со стороны присоединительной резьбы 7. Поперечное сечение каналов имеет форму трапеции, рабочие грани которых армированы износостойким материалом, при этом радиус корпуса 1 и матрицы 2 по винтовым каналам 5 соответствует соответствующему радиусу кольцевой проточки 6. Такое выполнение промывочной системы позволяет исключить гидравлические потери в кольцевых зазорах между коронкой и керном со стенками скважины за счет получения в указанных зазорах эффекта вихревого насоса. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. а СЛ ч4 СЛ Ч) О Фиг.)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 10/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4491206/03 (22) 11.07.88 (46) 23,06.91.Бюль 23 (71) Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова и Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки (72) Б.Б.Кудряшов, Н.И.Слюсарев, Н.Л.денисов и Н.Н.Холодок (53) 622.24.051.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1355686, кл. Е 21 В 10/48, 1984.

Патент США М 3692127, кл. 175-330, о публик.1972. (54) АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА (57) Изобретение относится к породораэрушающему инструменту и позволяет повысить эффективность работы коронки эа счет улучшения очистки забоя от шлама и более интенсивного отвода тепла от матрицы. Коронка включает корпус 1 с матрицей 2, разделенной промывочными пазами 3 на

„, Ы„„1657596 Al секторы 4. На наружной и внутренней поверхностях матрицы 2 и корпуса 1 выполнены винтовые каналы 5 с шагом 0,16-0:25 длины окружности, направленные от торцовых пазов по кернообразующей поверхности в сторону вращения коронки, а по ск важи нообразующей — противоположно.

Винтовые каналы 5 выведены к кольцевым проточкам 6, выполненным по наружной и внутренней поверхностям корпуса со стороны присоединительной резьбы 7. Поперечное сечение каналов имеет форму трапеции, рабочие грани которых армированы износостойким материалом, при этом радиус корпуса 1 и матрицы 2 по винтовым каналам 5 соответствует соответствующему радиусу кольцевой проточки 6, Такое выполнение промывочной системы позволяет исключить гидравлические потери в кольцевых зазорах между коронкой и керном со стенками скважины эа счет получения в указанных зазорах эффекта вихревого насоса, 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1657596

55

Изобретение относится к породораэрушаюЩему инструменту, а именно к алмазным буровым коронкам.

Цель изобретения — повышение эффективности работы коронки путем улучшения очистки забоя от шлама, снижения гидравлических сопротивлений и интенсификации отвода тепла от матрицы.

На фиг,1 изображена коронка, общий вид с частичным взрывом; на фиг.2 — то же, вид со стороны рабочего торца.

Коронка имеет корпус 1 и алмаэосодержащую матрицу 2, разделенную промывочными торцовыми пазами 3 на секторы 4, На внутренней и наружной поверхностях корпуса 1 и матрицы 2 выполнены соединенные с торцовыми пазами 3 винтовые каналы

5 с шагом 0,16-0,25 длины окружности и направленные от торцовых пазов 3 по кернообразующей поверхности в сторону вращения коронки, а по скважинообразующей — в противоположную сторону, Винтовые каналы 5 выведены к кольцевым проточкам

6, выполненным на наружной и внутренней поверхности корпуса 1 со стороны присоединительной резьбы 7. Поперечное сечение каналов 5 имеет форму трапеции, большие основания которых обращены в сторону открытых поверхностей, а рабочие грани 8 трапеций армированы износостойким материалом, например гиборидом титана. Кольцевые проточки 6 на внутренней и наружной поверхностях корпуса 1 выполнены с радиусом, соответствующим радиусу корпуса 1 и матрицы 2 по дну винтовых каналов 5, и сообветствуют внутреннему и наружному диаметрам колонковой трубы, В бурящейся скважине ее естественные стенки и керн, образуя малые кольцевые зоэоры с корпусом и матрицей коронки, ñëóжат элементами неподвижных цилиндров, а буровая коронка с многозаходными боковыми винтовыми трапецеидальными промывочными каналами — двусторонним ротором вихревого насоса, Буровая коронка работает следующим образом.

В процессе бурения при вращении бурового снаряда очистной агент под действием бурового насоса по прямой схеме промывки поступает по стесненному кольцевому зазору между керном и корпусом 1 коронки, где помимо осевого движения большая часть жидкости под действием центробежных сил подается по внутренним боковым винтовым многозаходным промы5

35 вочным каналам 5 через торцовые промывочные пазы 3 на промывочные винтовые трапецеидальные многозаходные каналы 5 на скважинообразующей поверхности коронки. Передача энергии от винтовых многозаходных трапецеидальных промывочных каналов к промывочной жидкости и ее перекачка из внутренней полости в наружную в узких кольцевых зазорах происходит в результате возникновения под действием сил давления и трения с помощью развития и отрыва под действием центробежных сил системы вихрей. Чем меньше будет зазор между корпусом коронки и керном, корпусом и стенками скважины и чем больше число оборотов коронки, тем более эффективна перекачка промывочной жидкости и отвод тепла от коронки, Таким образом, в малых кольцевых зазорах в бурящейся скважине алмазной буровой коронкой с многозаходными винтовыми трапецеидальными промывочными каналами создается эффект вихревого насоса и исключаются те гидравлические сопротивления, которые имеют место при бурении известными алмазными коронками, поскольку промывочная жидкость дополнительно перекачивается непосредственно предлагаемой коронкой из внутренней полости в наружную и далее в кольцевое пространство скважины, что снижает гидравлические мощности на прокачку скважины. Кроме того, уменьшение гидравлических сопротивлений в стесненных кольцевых зазорах в процессе бурения снижает давление в керноприемной трубе на керн, уменьшает осложнение, вызванное самозаклинкой керна, повышая его выход и скорость бурения, Формула изобретения

1. Алмазная буровая коронка, содержащая корпус с присоединительной резьбой и матрицей, разделенной на секторы торцовыми пазами и боковыми винтовыми каналами, направленными от торцовых пазов по керно-образующей поверхности в сторону вращения,а по скважинообразующей поверхности — в противоположную сторону, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности ее работы за счет улучшения очистки забоя от шлама, снижения гидравлических сопротивлений и интенсификации отвода тепла от матрицы, корпус со стороны присоединительной резьбы на внутренней и наружной поверхностях выполнен с кольцевыми проточками, а боковые винтовые каналы ча внутренней и наружной поверхностях соединены с соответствующими кольцевыми проточками, 1657596 при этом шаг винтовых каналов составляет

0,16-0,25 длины окружности матрицы.

Составитель А. Хромин

Редактор Н.бобкова Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Заказ 1692 Тираж 377 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

2. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что диаметром кольцевых проточек на внутренней и наружной поверхностях корпуса выполнены равными соответственно внутреннему и наружному диаметрам корпуса по дну боковых каналов.

3. Коронка поп.1 и 2, отл и ч а ю ща яс я тем, что боковые винтовые каналы име5 ют в поперечном сечении форму трапеции, рабочие грани которых армированы износостойким материалом.