Кольцевая буровая коронка
Владельцы патента RU 2359103:
Третьяк Александр Яковлевич (RU)
Шпехт Валерий Паулевич (RU)
Начаркин Виктор Андреевич (RU)
Литкевич Юрий Федорович (RU)
Третьяк Александр Александрович (RU)
Богданов Андрей Эдуардович (RU)
Трещев Сергей Львович (RU)
Изобретение относится коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна по трещиноватым и перемежающимся по твердости породам при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду. Кольцевая буровая коронка содержит корпус с присоединительной резьбой, разделена промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены резцами, армированными алмазно-твердосплавными пластинами. Секторы расположены ступенчато, образуют ступенчатую форму забоя, на которой боковые отстающие режущие элементы из АТП работают по полублокированной схеме. Режущие элементы со стороны торцевой поверхности установлены с отрицательными передними углами к поверхности забоя скважины, что обеспечивает их самозатачиваемость и повышает надежность работы и долговечность буровой коронки. 7 ил.
Изобретение относится коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна по трещиноватым и перемежающимся по твердости породам при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду.
Известна буровая коронка с прорезями в нижней части, разделяющими ее на рабочие секторы, расположенные ступенчато, при этом опережающие секторы армированы менее износостойкими породоразрушающими элементами (Патент РФ №2268348, опубликовано 20.01.06, МПК Е21В 10/48).
Недостатком этой коронки является несоизмеримость на порядки износостойкости армирующих элементов при проходке твердых и абразивных пород, когда армировка опережающих секторов изнашивается, и образующиеся площадки затупления не позволяют продолжать эффективное бурение.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является алмазная буровая коронка, содержащая корпус с матрицей, разделенной промывочными каналами на секторы, у которой концентрические породоразрушающие элементы с торцевой поверхности снабжены резцами из сверхтвердого композитного материала, установленными по дуге секторов и дискретно с шагом, уменьшающимся от периферии к центру коронки (Патент РФ №2257458, опубликовано 20.02.05, МПК Е21В 10/48).
Недостатком этой коронки является низкая скорость проходки вследствие режуще -истирающего способа разрушения породы.
Указанная коронка выбрана в качестве прототипа.
Задачей изобретения является повышение скорости проходки и ресурса коронки за счет того, что в кольцевой буровой коронке режущего типа, содержащей корпус с присоединительной резьбой, разделенной промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены резцами, резцы выполнены в виде секторов, армированных алмазно-твердосплавными пластинами, и имеют отрицательные передние углы β1, β2 в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы β3 к торцевой поверхности забоя скважины, что обеспечивает их самозатачиваемость, так как твердосплавная основа изнашивается быстрее алмазного слоя, образуя задний угол α у режущей пластины.
На фиг.1 приведен общий вид буровой коронки сбоку, на фиг.2 - вид со стороны торцевой поверхности, на фиг 3. приведен разрез А-А, на фиг.4 - разрез I-I, на фиг.5 - разрез II-II, на фиг.6 - разрез III-III, на фиг.7 - показан вид поверхности резания ступенчатого забоя.
Кольцевая буровая коронка режущего типа содержит корпус 1 с присоединительной резьбой, разделена промывочными каналами 2 на секторы 3, которые с торцевой поверхности 4 снабжены резцами 5,6, 7, резцы 5, 6, 7 выполнены в виде секторов, армированных алмазно-твердосплавными пластинами, и имеют отрицательные передние углы β1, β2 в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы β3 к торцевой поверхности забоя скважины.
Кольцевая буровая коронка работает следующим образом.
При вращении, передаваемом от става бурового станка (не показан), коронка при соприкосновении с забоем скважины разрушает его за счет того, что опережающий режущий элемент 5, установленный с отрицательным передним углом β3, прорезает канал глубиной h, создавая благоприятные условия резания для отстающих режущих элементов 6 и 7. Отстающие режущие элементы 6 и 7, установленные с отрицательными передними углами β1, β2 в диаметральной плоскости, обрабатывают керн и стенку скважины соответственно. При резании твердых пород происходит изнашивание режущих элементов 5, 6, 7, при этом изнашивание твердосплавной основы превышает изнашивание алмазного слоя в десятки раз, за счет чего формируется задний угол α и резец остается острым и может продолжать резание породы с толщиной стружки h. При длительном сохранении геометрических параметров у режущих элементов скорость бурения не уменьшается, чем и достигается задача изобретения.
Кольцевая буровая коронка режущего типа, содержащая корпус с присоединительной резьбой, разделенная промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены резцами, отличающаяся тем, что резцы армированы алмазно-твердосплавными пластинами и имеют отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины.