Буровая коронка

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения с непрерывным выносом кернового материла. Техническим результатом является повышение эффективности работы буровой коронки. Коронка содержит корпус с рабочим торцом, на котором закреплены скважино- и кернообразующие резцы, смещенные относительно диаметральных плоскостей, параллельных их режущим кромкам, в сторону, противоположную направлению вращения коронки, и наклонные радиальные каналы, сообщающие внутреннюю полость корпуса с затрубным пространством через шламоотводящие пазы на торце корпуса. Дно шламоотводящих пазов на рабочем торце выполнено по форме спирали Архимеда. Площадь их по длине паза в сторону центра увеличивается по следующей зависимости: S₁/S₂=a·I₁/I₂, где S₁ и S₂ - площадь поперечного сечения радиального паза на расстоянии I₁ и I₂ от наружного диаметра коронки в сторону центра; а=(0,9-1,3) - коэффициент пропорциональности, зависящий от физико-механических свойств разбуриваемых пород и диаметра коронки. 2 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам, предназначенным для бурения с непрерывным выносом породы.

Известна буровая коронка, включающая корпус с рабочим торцом, на котором закреплены скважинно- и кернообразующие резцы, боковые грани которых образуют шламоотводящие каналы (см. авт. св. СССР №878208, кл. Е21В 25/00, 1976 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести некачественную очистку забоя от шлама и как следствие этого - вероятность повторного измельчения шлама и некачественное охлаждение резцов.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус с рабочим торцом, на котором закреплены скважино- и кернообразующие резцы, смещенные относительно диаметральных плоскостей, параллельных их режущим кромкам, в сторону, противоположную направлению вращения коронки, и наклонные радиальные каналы, сообщающие внутреннюю полость корпуса с затрубным пространством через шламоотводящие пазы на торце корпуса (см. авт. св. СССР №1120736, кл. Е21В 10/02, 1983 г.).

К недостаткам данной коронки следует отнести некачественную очистку забоя от шлама и как следствие этого - вероятность повторного измельчения шлама и некачественное охлаждение резцов, что снижает эффективность работы буровой коронки.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы буровой коронки.

Для достижения указанного технического результата в буровой коронке, содержащей корпус с рабочим торцом, на котором закреплены скважино- и кернообразующие резцы, смещенные относительно диаметральных плоскостей, параллельных их режущим кромкам, в сторону, противоположную направлению вращения коронки, и наклонные радиальные каналы, сообщающие внутреннюю полость корпуса с затрубным пространством через шламоотводящие пазы на торце корпуса, согласно изобретению, корпус выполнен с продольными пазами на наружной и внутренней поверхности, соединенными шламоотводящими пазами, при этом дно шламоотводящих пазов в продольном сечении выполнено по форме в виде части спирали Архимеда, а площадь их по длине шламоотводящего паза в сторону центра увеличивается по следующей зависимости:

S₁/S₂=а·I₁/I₂, где

S₁ и S₂ - площадь поперечного сечения радиального паза на расстоянии I₁ и I₂ от наружного диаметра коронки в сторону центра;

а=(0,9-1.3) - коэффициент пропорциональности, зависящий от физико-механических свойств разбуриваемых пород и диаметра коронки.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид коронки (разрез А-А на фиг.2), фиг.2 - вид со стороны рабочего торца.

Буровая коронка включает корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и рабочим торцом 3, который армирован скважино- и кернообразующими резцами 4 и 5. Резцы 4 и 5 выполнены в виде твердосплавных пластин или дисков АТП (алмазно-твердосплавные пластины). Скважинообразующие резцы 4 установлены в пазах корпуса 1, а кернообразующие резцы 5 - во вставках 6. При этом режущие кромки 7 и 8 резцов 4 и 5 установлены относительно диаметральных плоскостей параллельно и со смещением относительно них в сторону, противоположную направлению вращения коронки. Такое расположение резцов 4 и 5 обеспечивает их работу в режиме крупного скола, что благоприятно влияет на механическую скорость бурения. На наружной и внутренней поверхности корпуса 1 выполнены продольные пазы 9 и 10 соответственно, соединенные между собой радиальными шламоотводящими пазами 11 на рабочем торце 3 корпуса 1, дно которых в продольном сечении и боковые стенки, с целью уменьшения сопротивление движению шлама, выполнены по форме в виде части спирали Архимеда. Наружные пазы 9 смещены относительно внутренних пазов 10 в сторону вращения коронки и сообщены радиальными каналами 12 с межтрубным пространством 13 бурильной колонны. Радиальные шламоотводящие пазы 11 рабочего торца 3 коронки выполнены с переменным сечением, площадь которых по длине каждого шламоотводящего паза увеличивается в от периферии в сторону центра в соответствии с формулой:

S₁/S₂=а·I₁/I₂, где

S₁ и S₂ - площадь поперечного сечения радиального паза на расстоянии I₁ и I₂ от наружного диаметра коронки в сторону центра;

а=(0,9-1.3) - коэффициент пропорциональности, зависящий от физико-механических свойств разбуриваемых пород и диаметра коронки, при этом меньшее значение коэффициента соответствует твердым породам и коронкам малого диаметра (до 93 мм), а большее - более мягким породам и коронкам большего диаметра (112 мм и более).

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевого усилия и крутящего момента резцы 4 и 5 производят разрушение породы, которая потоком очистного агента: промывочной жидкости или сжатого воздуха, подаваемого из межтрубного пространства 13, через пазы 9 и 10 из-под торца коронки через радиальные шламоотводящие пазы 11 подается в полость коронки и далее в полость керноприемной трубы 14. При этом благодаря выполнению дна и боковых стенок шламоотводящих пазов 11 по форме в виде части спирали Архимеда и увеличению площади сечения этих пазов в радиальном направлении от периферии к центру по указанной зависимости обеспечиваются минимальные потери давления промывочной жидкости в зоне перехода «паз 9 на наружной поверхности корпуса 1 коронки - шламоотводящий паз 11 рабочего торца - паз 10 на внутренней поверхности корпуса 1». Предложенная конструкция коронки значительно уменьшает повторное измельчение разрушенной породы, повышает кпд системы очистки и тем самым повышает эффективность работы коронки в целом.

Буровая коронка, содержащая корпус с рабочим торцом, на котором закреплены скважино- и кернообразующие резцы, смещенные относительно диаметральных плоскостей, параллельных их режущим кромкам, в сторону, противоположную направлению вращения коронки, и наклонные радиальные каналы, сообщающие внутреннюю полость корпуса с затрубным пространством через шламоотводящие пазы на торце корпуса, отличающаяся тем, что корпус выполнен с продольными пазами на наружной и внутренней поверхности, соединенными шламоотводящими пазами, при этом дно шламоотводящих пазов в продольном сечении выполнено по форме в виде части спирали Архимеда, а площадь их по длине шламоотводящего паза в сторону центра увеличивается по следующей зависимости: S₁/S₂=a·I₁/I₂, где

S₁ и S₂ - площадь поперечного сечения радиального паза на расстоянии I₁ и I₂ от наружного диаметра коронки в сторону центра;

а=(0,9-1,3) - коэффициент пропорциональности, зависящий от физико-механических свойств разбуриваемых пород и диаметра коронки.