Алмазная буровая коронка
Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. Обеспечивает повышение эффективности работы коронки. Коронка включает корпус и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы, армированные наружными и внутренними подрезными и объемными алмазами. Особенностью предложенной коронки является схема расположения абразивного материала, размещенного в емкости, расположенной внутри матрицы и выполненной, по меньшей мере, с одной втулкой для выпуска абразивного материала, при этом выходная часть втулки в исходном положении перекрыта матричным материалом. Наружная поверхность емкости для абразивного материала может иметь биконическую форму, а верхняя часть ее может быть снабжена штифтом для жесткого соединения с корпусом. Выходная часть втулок на разных секторах может быть расположена на разном расстоянии от торца матрицы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна.
Известна буровая коронка, включающая корпус, алмазосодержащую матрицу, соединенную с корпусом приварочным слоем и разделенную промывочными пазами на отдельные секторы (см. авт. св. СССР №594291, кл. Е21В 10/48, 1975 г.).
Недостатком этой коронки является малая механическая скорость бурения, особенно при бурении по малоабразивным породам вследствие быстрого заполирования алмазов.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является алмазная буровая коронка, включающая корпус с присоединительной резьбой и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы и содержащую абразивный материал (см. авт. св. СССР №1402659, кл. Е21В 10/48, 1988 г.).
Данная коронка благодаря использованию абразивного материала позволяет избежать заполирования алмазов. Однако она не обеспечивает надежного соединениея матрицы с корпусом особенно при значительной высоте матрицы и наличии вибрации бурового инструмента. Это снижает эффективность работы известной коронки.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем обеспечения надежного соединения матрицы с корпусом.
Указанный технический результат достигается тем, что в алмазной буровой коронке, включающей корпус с присоединительной резьбой и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы и содержащую абразивный материал, согласно изобретению абразивный материал размещен в емкости, размещенной внутри матрицы и выполненной, по меньшей мере, с одной втулкой для выпуска абразивного материала, при этом выходная часть втулки в исходном положении перекрыта матричным материалом.
Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что:
- наружная поверхность емкости для абразивного материала имеет биконическую форму, а верхняя часть ее снабжена штифтом для жесткого соединения с корпусом;
- выходная часть втулок на разных секторах расположена на разном расстоянии от торца матрицы.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид коронки в продольном разрезе.
Предложенная буровая коронка содержит корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и матрицу 3, разделенную промывочными пазами 4 на рабочие секторы 5 и содержащую абразивный материал 6. Абразивный материал, например кварцевый песок, размещен в емкости 7, расположенной внутри матрицы 3, и выполненной, по меньшей мере, с одной втулкой 8 для выпуска абразивного материала 6. При этом выходная часть втулки 8 в исходном положении перекрыта матричным материалом и удалена от плоскости забоя на определенную высоту, величина которой определяется физико-механическими свойствами разбуриваемых пород. Эта высота от h1 до h2 уменьшается и увеличивается соответственно по мере уменьшения и увеличения абразивности разбуриваемых пород. Чем менее абразивные породы и быстрее происходит заполирование алмазов, тем меньше должно быть расстояние от торца втулки 8 до торца матрицы 3 и наоборот, чем абразивное породы, тем выше от торца матрицы 3 располагается торец втулки 8. При этом наружная поверхность емкости 7 для абразивного материала 6 имеет биконическую форму, а верхняя часть ее снабжена штифтом 9 для жесткого соединения с корпусом 1. Биконическая форма емкости 7 образована двумя конусами 10 и 11 с общим основанием и вершинами, направленными в противоположные стороны. Размещение биконической емкости 7 в матрице 3 обеспечивает качественное сцепление с матрицей 3 и высокую надежность крепления матрицы 3 с корпусом 1 благодаря созданию замкового соединения между верхним конусом биконической емкости 7 с матрицей 3.
Принцип работы алмазной коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента режущие элементы матрицы 3 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода через пазы 4 удаляется на дневную поверхность. В процессе работы происходит износ матрицы 3, и при износе ее на заданную величину обнажаются выходные торцы втулок 8, и абразивный материал 6 начинает поступать под торец коронки, способствуя самозатачиванию режущих элементов матрицы 3 и уменьшению их заполирования. При этом благодаря расположению выходных торцов втулок 8 на разном расстоянии от забоя можно обеспечить дозированную подачу абразивного материала 6 под торец коронки.
Таким образом, предложенная конструкция коронки позволяет повысить эффективность работы коронки путем обеспечения надежного соединения матрицы с корпусом и предохранения режущих элементов матрицы от заполирования в процессе всего времени работы коронки.
1. Алмазная буровая коронка, включающая корпус и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы и содержащую абразивный материал, отличающаяся тем, что абразивный материал размещен в емкости, расположенной внутри матрицы и выполненной, по меньшей мере, с одной втулкой для выпуска абразивного материала, при этом выходная часть втулки в исходном положении перекрыта матричным материалом.
2. Алмазная буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что наружная поверхность емкости для абразивного материала имеет биконическую форму, а верхняя часть ее снабжена штифтом для жесткого соединения с корпусом.
3. Алмазная буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что выходная часть втулок на разных секторах расположена на разном расстоянии от торца матрицы.
