Алмазная буровая коронка



Алмазная буровая коронка
Алмазная буровая коронка
Алмазная буровая коронка

 


Владельцы патента RU 2440480:

Кичигин Александр Петрович (RU)

Изобретение относится к области бурения скважин с отбором керна с применением породоразрушающего инструмента, в частности к буровым коронкам с алмазным вооружением. Устройство включает корпус и матрицу, разделенную промывочными пазами переменного сечения на армированные алмазными элементами рабочие секторы. Коронка выполнена с дополнительными радиальными промывочными пазами, имеющими большую высоту, чем пазы переменного сечения, и расположенными между промывочными пазами переменного сечения и набегающей гранью смежных секторов. Выходная часть дополнительных промывочных пазов смещена относительно выходной части основных промывочных пазов в сторону, противоположную от забоя. Повышается эффективность работы коронки, уменьшается энергоемкость процесса разрушения породы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна.

Известна алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу, разделенную промывочными пазами на отдельные секторы, армированные алмазами (см. авт. св. СССР №308181, кл. Е21В 10/48, 1970 г).

Недостатком этой коронки является малая механическая скорость бурения, обусловленная большой площадью поверхности алмазосодержащей матрицы, что приводит к значительному увеличению объема разрушенной породы. Другим недостатком данной коронки является необходимость создания высоких осевых нагрузок на коронку, что ведет к ускоренному износу бурильной колонны и увеличению числа ее обрывов.

Известна также алмазная буровая коронка, включающая кольцевой корпус, матрицу, разделенную промывочными пазами на алмазосодержащие секторы и дополнительные промывочные каналы, направленные перпендикулярно плоскости забоя (см. Марамзин А.В и др. Алмазное бурение на твердые полезные ископаемые. Л.: Недра, 1078 г., стр. 49-50).

К недостаткам данной коронки следует отнести малую эффективность, что связано с повторным измельчением разрушенной породы из-за прижатия ее к забою промывочной жидкостью, подаваемой через дополнительные каналы.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу, рабочий торец которой разделен на секторы промывочными пазами переменного сечения (см. авт. св. СССР №981564, кл. Е21В 10/48, 1982 г., фиг.3).

Данная коронка позволяет использовать эффект кавитационного воздействия на забой и за счет этого значительно повысить механическую скорость бурения. К недостаткам ее следует отнести то, что кавитационные пузырьки, образующиеся при прохождении промывочной жидкости через радиальные пазы, ведут к эрозионному износу боковых стенок секторов матрицы. Это в свою очередь ведет к разрушению матрицы и снижению эффективности работы коронки.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем предохранения матрицы от разрушения кавитационными пузырьками.

Указанный технический результат достигается тем, что алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу, рабочий торец которой разделен на секторы промывочными пазами переменного сечения, согласно изобретению выполнена с дополнительными радиальными промывочными пазами, имеющими бóльшую высоту, чем пазы переменного сечения и расположенными между промывочными пазами переменного сечения и набегающей гранью смежных секторов, при этом выходная часть дополнительных промывочных пазов смещена относительно выходной части промывочных пазов с переменным сечением в сторону, противоположную от забоя.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид коронки; на фиг.2 - вид со стороны рабочего торца; на фиг.3 - развертка сектора.

Предложенная алмазная буровая коронка содержит цилиндрический корпус 1 с присоединительной резьбой (не показана) и матрицу 2, разделенную промывочными пазами 5 на секторы 3, рабочая часть 4 которых армирована режущими элементами, преимущественно естественными или искусственными алмазами. Промывочные пазы 5 выполнены с переменным сечением и расположены в сбегающей части секторов 3. Между промывочными пазами переменного сечения 5 и набегающей гранью смежных секторов 3 выполнены дополнительные радиальные промывочные пазы 6, имеющие большую высоту по сравнению с пазами 5 переменного сечения. При этом выходная часть 7 дополнительных промывочных пазов 6 на наружной поверхности корпуса 1 смещена относительно выходных частей 8 промывочных пазов переменного сечения 5 в сторону, противоположную от забоя. Это позволяет оптимизировать процесс отвода шлама в затрубное пространство благодаря удалению мелкой фракции шлама через дополнительные пазы 6, а более крупные фракции - через основные промывочные пазы 5.

Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента режущие элементы секторов 3 внедряются в породу и производят ее разрушение. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой через бурильную колонну и корпус 1 коронки. При прокачке промывочной жидкости через пазы 5 переменного сечения возникает устойчивый процесс кавитации. Зона кавитации создается вблизи перехода горизонтального участка дна паза 5 в наклонный участок на наружной поверхности матрицы 2. Учитывая, что кавитационный процесс протекает в непосредственной близости от забоя, кавитационные пузырьки при их схлопывании подвергают забой интенсивному разрыхлению и разрушению за счет непрерывного термического и барометрического воздействия. Разрушенная порода после выхода из пазов 5 подхватывается жидкостью, выходящей из дополнительных пазов 6 и направляется в затрубное пространство. При этом благодаря отделению кавитационных пазов 5 от смежных секторов 3 дополнительными промывочными пазами 6 исключается воздействие кавитационных пузырьков на набегающую рабочую часть 4 смежного сектора 3, расположенного по ходу вращения сзади пазов 5.

Таким образом, благодаря кавитационному воздействию на забой значительно снижается энергоемкость процесса разрушения породы и повышается механическая скорость бурения, а благодаря устранению отрицательного воздействия явлений кавитации на рабочую часть матрицы повышается и стойкость коронки, а следовательно, и проходка.

1. Алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу, рабочий торец которой разделен на секторы промывочными пазами переменного сечения, отличающаяся тем, что она выполнена с дополнительными радиальными промывочными пазами, имеющими большую высоту, чем пазы переменного сечения, и расположенными между промывочными пазами переменного сечения и набегающей гранью смежных секторов.

2. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что выходная часть дополнительных промывочных пазов смещена относительно выходной части промывочных пазов с переменным сечением в сторону, противоположную от забоя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна по трещиноватым и перемежающимся по твердости породам при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. .

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна по трещиноватым и перемежающимся по твердости породам при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении скважин различного целевого назначения как с отбором, так и без отбора керна в породах до XI категории по буримости.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении скважин различного целевого назначения с отбором так и без отбора керна в породах до XI категории по буримости.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. .

Изобретение относится к области бурого породоразрушающего инструмента режущего типа, преимущественно с алмазным вооружением. .

Изобретение относится к породоразрушающим инструментам, а именно к коронкам для бурения скважин с продувкой воздухом. .

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для использования в качестве алмазных коронок и долот, армированных синтетическими или природными алмазами, либо сверхтвердыми материалами для бурения скважин

Изобретение относится к области бурения, а именно к породоразрушающему инструменту для ударно-вращательного бурения

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, предназначенным для разрушения, преимущественно абразивных и перемежающихся по твердости пород

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна

Изобретение относится к буровым коронкам, армированным природными и искусственными алмазами для бурения глубоких скважин. Обеспечивает увеличение механической скорости бурения, стойкости коронки, повышение сохранности керна. Алмазная ступенчатая буровая коронка включает алмазосодержащую с пилотом матрицу, разделенную торцевыми, внутренними и наружными боковыми, наклонными и дополнительными цилиндрическими промывочными каналами на секторы и корпус с наружной кольцевой проточкой. Дополнительные цилиндрические промывочные каналы, выходящие в торцевые промывочные каналы, расположены перпендикулярно рабочему торцу коронки и смещены по радиусу к периферии пилота матрицы, а диаметр дополнительного цилиндрического канала определяется по установленной зависимости, при этом суммарная площадь поперечных сечений внутренних боковых промывочных каналов коронки находится из расчетного соотношения. Кроме того, входные кромки дополнительных цилиндрических каналов выполнены коническими с острым углом при вершине конуса, а наклонные промывочные каналы выполнены с переменной емкостью, увеличивающейся в сторону наружной кольцевой проточки корпуса коронки. 2 ил.

Изобретение относится к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. Обеспечивает повышение проходки и механической скорости бурения, лучшее охлаждение матрицы и более качественную очистку забоя от шлама. Алмазная буровая коронка включает корпус, матрицу, разделенную промывочными пазами на армированные режущими элементами рабочие секторы с вогнутыми торцами, и размещенные в промывочных пазах пустотелые вставки, открытые со стороны забоя скважины и выполненные в поперечном сечении в форме кольцевых сегментов с выпуклыми торцами, конгруэнтными вогнутым торцам секторов. Каждый сектор матрицы выполнен с горизонтальными каналами, сообщенными с полостью пустотелых вставок, причем горизонтальные каналы выполнены конической формы, большее основание которых ориентировано в сторону вращения коронки. Горизонтальные каналы могут быть сообщены с полостью корпуса дополнительными каналами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх