Буровая коронка



Буровая коронка
Буровая коронка

 


Владельцы патента RU 2478767:

Ашкинази Евгений Евсеевич (RU)
Ральченко Виктор Григорьевич (RU)
Соколов Александр Николаевич (UA)
Закора Анатолий Петрович (UA)
Конов Виталий Иванович (RU)
Шульженко Александр Александрович (UA)
Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины (UA)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) (RU)
Богданов Роберт Константинович (UA)
Гаргин Владислав Герасимович (UA)

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, и может быть использовано при бурении геологоразведочных скважин. Обеспечивает высокую стойкость, максимальную разрушающую способность, устранение катастрофического износа и зашламования, приводящего к прижогам матрицы буровой коронки. Буровая коронка содержит корпус с закрепленной на нем алмазоносной матрицей, разделенной промывочными пазами на секторы, армированные породоразрушающими элементами в виде износостойких цилиндрических вставок из синтетических алмазов, размещенных в центральной, скважинообразующей и кернообразующей части секторов по схеме перекрытия. Твердость центральной части каждого из породоразрушающих элементов в 3,5÷3,9 раза, а твердость периферийной их части в 1,1÷1,3 раза превышает твердость материала матрицы. Величина перекрытия «b» между породоразрушающими элементами, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов, и породоразрушающими элементами, размещенными в центральной части секторов, может находиться по определенной зависимости. Количество породоразрушающих элементов, которые находятся в центральной части секторов, в одинаковой степени превышает количество породоразрушающих элементов, которые находятся как в скважинообразующей, так и в кернообразующей части секторов, количество которых одинаково, при этом общее количество породоразрушающих элементов в коронке может находиться по определенной зависимости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, и может быть использовано при бурении геологорозведочных скважин.

Известна алмазная буровая коронка (см. авт.св. СССР №1717786, МПК4 E21B 10/48, опубл. 07.03.1992 г., бюл. №9), которая содержит корпус и алмазоносную матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы, оснащенные композиционными вставками, установленными на их передних гранях таким образом, что они смещены от керно- и скважинообразующих поверхностей матрицы к продольной оси сектора на величину, которая соответствует величине зерен алмазов объемного слоя матрицы.

Известна также наиболее близкая по технической сути к предлагаемой буровая коронка (см. патент Украины на полезную модель №43331, МПК (2006) Е21B 10/48, опубл. 10.08.2009, бюл. №15, 2009 г.), которая содержит корпус и закрепленную на нем алмазоносную матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы, армированные породоразрушающими элементами в виде износостойких цилиндрических вставок из синтетических алмазов, размещенных в центральной, скважинообразующей и кернообразующей части секторов по схеме перекрытия, причем описанная коронка содержит основные и скалывающие секторы, которые имеют однаковую высоту алмазосодержащих породоразрушающих элементов относительно торцевой поверхности коронки в зоне присоединительной резьбы, а алмазосодержащие породоразрушающие элементы, которыми оснащены скалывающие секторы, смещенные относительно друг друга по спирали, которая соединяет боковые поверхности алмазосодержащих породоразрушающих элементов, при этом в начале и в конце спирали алмазосодержащие породоразрушающие элементы касаются поверхностей, которые образуют внутренний и внешний диаметры алмазной буровой коронки соответственно.

Недостатки описанных буровых коронок состоят в большой энергоемкости процесса предразрушения породы в течение всего периода работы инструмента вследствие недостаточно продуманной схемы размещения породоразрушающих элементов в матрице и неопределенности взаимосвязи между величинами износостойкости составляющих материалов породоразрушающих элементов и матрицы, а также величины перекрытия между элементами, что приводит к невозможности создания зоны предразрушения на протяжении всего периода работы инструмента, вследствие чего снижается разрушающая способность буровой коронки и механическая скорость бурения.

В основу изобретения положена задача такого усовершенствования буровой коронки, при котором за счет экспериментального подбора соотношений твердости материалов породоразрушающих элементов и матрицы обеспечивается возможность создания зоны предразрушения на протяжении всего периода работы инструмента, за счет выполнения схемы перекрытия в соответствии с предлагаемым соотношением обеспечивается более равномерное изнашивание рабочего торца коронки, исключаются прижоги матрицы и создаются условия для наиболее эффективного выноса шлама из зоны отработки и, как следствие, обеспечивается повышение разрушающей способности буровой коронки с одновременным повышением механической скорости бурения, за счет предлагаемого выбора количества породоразрушающих элементов дополнительно обеспечивается оптимальное перераспределение нагрузки между породоразрушающими элементами, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов, и породоразрушающими элементами, размещенными в центральной части секторов.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в буровой коронке, которая содержит корпус и закрепленную на нем алмазоносную матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы, армированные породоразрушающими элементами в виде износостойких цилиндрических вставок из синтетических алмазов, размещенных в центральной, скважинообразующей и кернообразующей части секторов по схеме перекрытия, согласно изобретению твердость центральной части каждого из породоразрушающих элементов в 3,5÷3,9 раза, а твердость периферийной их части в 1,1÷1,3 раза превышает твердость материала матрицы; при наилучших вариантах реализации предлагаемой буровой коронки величина перекрытия «b» между породоразрушающими элементами, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов, и породоразрушающими элементами, размещенными в центральной части секторов, определяются следующей зависимостью:

,

где: b - величина перекрытия между породоразрушающими элементами, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов, и породоразрушающими элементами, размещенными в центральной части секторов, мм;

d - диаметр породоразрушающего элемента, мм;

a - размер центральной части каждого из породоразрушающих элементов, которые находятся в центральной части секторов, мм;

количество породоразрушающих элементов, которые находятся в центральной части секторов, в одинаковой степени превышает количество породоразрушающих элементов, которые находятся как в скважинообразующей, так и в кернообразующей части секторов, количество которых одинаково, при этом общее количество породоразрушающих элементов в коронке определяется следующей зависимостью:

k=1,5n-2,

где: k - общее количество породоразрушающих элементов, размещенных в центральной, скважинообразующей и керноообразующей части секторов, шт.;

n - количество секторов в коронке, которое должно быть парным, шт.

Причинно-следственная связь между предлагаемой совокупностью признаков и техническими эффектами, которые достигаются при ее реализации, состоят в следующем.

В связи с тем что все породоразрушающие элементы состоят из двух разных по твердости материалов, в процессе бурения они работают как резцы режуще-истирающего типа. Наиболее твердый материал, который находится в центре породоразрушающего элемента, под действием осевого усилия создает в массиве буримой породы зону предразрушения. Менее твердый материал, который его окружает, разрушает уже менее прочную породу, а алмазоносный слой матрицы в облегченных условиях завершает процесс разрушения. Предразрушение породы должно сопровождать процесс бурения на протяжении всего периода работы инструмента, что становится возможным в полной мере тогда, когда наиболее твердый материал каждого породоразрушающего элемента будет выступать над менее твердым, а последний будет выступать над поверхностью алмазоносной матрицы, что обеспечивается, как показали проведенные нами экспериментальные исследования в процессе бурения, предлагаемым соотношением твердостей используемых материалов. Максимальная разрушающая способность буровой коронки будет обеспечена тогда, когда твердость материала центральной части каждого из породоразрушающих элементов в 3,5÷3,9 раза, а твердость материала периферийной их части в 1,1÷1,3 раза будет превышать твердость материала матрицы. Наиболее твердый материал центральной части породоразрушающего элемента внедряется в породу, предразрушает и разрушает массив горной породы. При этом откалываются частицы размером до 2÷3 мм, которые попадают под менее твердый материал периферийной их части и изнашивают его, одновременно при этом разрушаясь. Твердость материала связана с его износостойкостью: чем тверже материал, тем более он износостоек. Чтобы иметь зазор между двумя материалами породоразрушающего элемента в пределах 3 мм, износостойкость материала центральной части породоразрушающего элемента должна быть в 3,5÷3,9 раза больше износостойкости материала матрицы, а износостойкость материала периферийной части породоразрушающего элемента должна быть в 1,1÷1,3 раза больше износостойкости материала матрицы, то есть износостойкость материала центральной части породоразрушающего элемента должна превышать износостойкость материала периферийной его части, потому что в противоположном случае крупные частицы породы не будут попадать в малый зазор, а будут сталкиваться с материалом матрицы и интенсивно его изнашивать.

Передробленный между двумя поверхностями породоразрушающего элемента шлам содержит крупные частцы размером уже порядка 0,2-0,3 мм. Они попадают на поверхность алмазоносной матрицы, где подвергаются окончательному передроблению. Чтобы передробленные частицы породы попали на поверхность материала матрицы, между поверхностью материала периферийной части породоразрушающего элемента и поверхностью материала матрицы должен быть зазор, который обеспечивается разницей твердостей материала периферийной части породоразрушающего элемента и материала матрицы в 1,1÷1,3 раза. В случае если износостойкость материала центральной части породоразрушающего элемента будет превышать износостойкость материала матрицы больше чем в 3,5÷3,9 раза, то крупные частицы шлама будут проходить между двумя поверхностями материала породоразрушающих элементов без контакта с ними и попадать на поверхность материала матрицы коронки, подвергая ее катастрофическому износу.

В случае если износостойкость материала периферийной части породоразрушающего элемента будет превышать износостойкость материала матрицы меньше чем в 1,1÷1,3 раза, то зазоры будут недостаточными и крупные частицы будут скапливаться под торцом матрицы, создавая зашламование, которое приведет к прижогу матрицы буровой коронки.

При реализации в коронке предлагаемых размеров схемы перекрытия обеспечивается полное поражение всего забоя буримой горной породы при одновременных одинаковых усилиях на все породоразрушающие элементы и, соответственно, равномерное изнашивание рабочего торца коронки. Слишком передробленные частицы разрушенной породы потом с помощью промывочной жидкости выносятся на поверхность скважины.

Зоны перекрытия породоразрушающих элементов должны обеспечивать постоянный процесс обнажения всех трех материалов. Это достигается полностью в том случае, если величина перекрытия будет находиться с размерами элемента в предлагаемом соотношении.

В случае если соотношение будет меньше 0,16, то передробление частиц породы материалом периферийной части элемента будет значительно меньшим - основную нагрузку примет на себя материал матрицы, что приведет к возможности образования кольцевых канавок и, как следствие, к преждевременному выходу инструмента из строя. Если соотношение будет больше 1,19, то значительная часть площади контакта торца матрицы с породой будет перекрыта более износостойким материалом, чем материал матрицы, и для того, чтобы происходило обнажение материала породоразрушающего элемента, необходимо будет приложить дополнительные усилия, а это приведет к повышению затрат мощности на бурение и искривлению бурильных труб.

Максимальная режущая способность буровой коронки при минимальных энергетических затратах будет обеспечена при соблюдении дополнительных условий соответственно к п.3 формулы, поскольку они направлены на оптимальное перераспределение нагрузки между породоразрушающими элементами, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов, и породоразрушающими элементами, размещенными в центральной части секторов.

При наличии в центральной части секторов коронки большого количества элементов значительно снижается удельная нагрузка на один элемент и уменьшается его износ в сравнении с износом породоразрушающих элементов, размещенных в скважинообразующей или керноообразующей части секторов. В результате этого породоразрушающие элементы, размещенные в скважинообразующей или кернообразующей части секторов, изнашиваются немного быстрее породоразрушающих элементов, размещенных в центральной части секторов, поэтому образуется клиноподобная форма профиля, которая позволяет более эффективно предразрушать монолит породы.

На чертеже проиллюстрирована предлагаемая буровая коронка: на фиг.1 представлен рабочий торец коронки, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1 (повернуто) в увеличенном масштабе.

Буровая коронка содержит корпус 1 и закрепленную на нем алмазоносную матрицу 2, разделенную промывочными пазами 3 на секторы, армированные породоразрушающими элементами 4-6 в виде износостойких циллиндрических вставок из синтетических алмазов, размещенных в центральной, скважинообразующей и кернообразующей части секторов по схеме перекрытия, при этом твердость центральной части 7 каждого из породоразрушающих элементов 4-6 в 3,5÷3,9 раза, а твердость периферийной их части 8 в 1,1÷1,3 раза превышает твердость материала матрицы 9, при этом величина перекрытия «b» между породоразрушающими элементами 5-6, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов, и породоразрушающими элементами 4, размещенными в центральной части секторов, определяется следующей зависимостью:

,

где: b - величина перекрытия между породоразрушающими элементами 5-6, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов, и породоразрушающими элементами 4, размещенными в центральной части секторов, мм;

d - диаметр породоразрушающего элемента, мм;

а - размер центральной части 7 каждого из породоразрушающих элементов 4, которые находятся в центральной части секторов, мм;

при этом количество породоразрушающих элементов 4, которые находятся в центральной части секторов, в одинаковой степени превышает количество породоразрушающих элементов, которые находятся как в скважинообразующей 6, так и в кернообразующей части 5 секторов, количество которых одинаково, а общее количество породоразрушающих элементов в коронке определяется следующей зависимостью:

k=1,5n-2,

где: k - общее количество породоразрушающих элементов 4, размещенных в центральной, скважинообразующей 6 и кернообразующей 5 частях секторов, шт.;

n - количество секторов в коронке, которое должно быть парным, шт.

Предлагаемая буровая коронка работает следующим образом.

При бурении осевое усилие и крутящий момент передаются на секторы алмазоносной матрицы 2 коронки и через нее на породоразрушающие элементы 4-6. Наиболее твердый материал центральной части 7 породоразрушающих элементов 4-6 предразрушает породу, создавая сеть макро- и микротрещин. Менее твердый материал периферийной части 8 породоразрушающих элементов 4-6 разрушает породу и крупные частицы шлама, а алмазы матрицы 2 непосредственно завершают процесс разрушения породы. Предразрушение породы сопровождается малыми затратами мощности за счет образования ступенчатой формы зоны предразрушения в течение всего периода работы инструмента. Благодаря выбору указанных параметров частицы разрушенной породы уменьшенных размеров с помощью промывочной жидкости через промывочные пазы 3 выносятся на поверхность скважины, поэтому исключается появление крупного шлама, который может скапливаться в зазоре между алмазами матрицы 2, и, следовательно, возможность прижогов коронки.

Если износостойкость материала центральной части 7 породоразрушающих элементов 4-6 будет превышать износостойкость материала матрицы 9 более чем в 3,5-3,9 раза, а износостойкость материала периферийной части 8 каждого породоразрушающего элемента будет превышать износостойкость материала матрицы 9 менее чем в 1,1-1,3 раза, изнашивание наиболее твердого материала центральной части 7 породоразрушающих элементов 4-6 будет происходить значительно медленнее, чем менее твердого материала периферийной части 8 породоразрушающих элементов 4-6 и зазор между этими двумя поверхностями породоразрушающих элементов 4-6 будет значительным и крупные частицы шлама будут сразу попадать на поверхность материала матрицы 9 и подвергать его катастрофическому износу.

В случае если износостойкость материала центральной части 7 каждого породоразрушающего элемента будет превышать износостойкость материала матрицы 9 менее чем в 3,5÷3,9 раза, а износостойкость материала периферийной части 8 каждого породоразрушающего элемента будет превышать износостойкость материала матрицы 9 более чем в 1,1÷1,3 раза, зазоры будут недостаточными и крупные частицы шлама будут скапливаться под торцом материала матрицы 9, создавая зашламование, что приведет к прижогу матрицы 2.

Зоны перекрытия породоразрушающих элементов 4-6 должны обеспечивать постоянный процесс обнажения всех трех материалов (центральной и периферийной части 7, 8 породоразрушающих элементов 4-6 и материала матрицы 9). Это достигается в наибольшей степени в том случае, если величина перекрытия «b» между породоразрушающими элементами, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов и породоразрушающими элементами, размещенными в центральной части секторов будет отвечать соотношению 0,16-1,19 (п.2 формулы).

В случае если соотношение будет меньше 0,16, то передробление частиц породы материалом периферийной части 8 породоразрушающих элементов 4-6 будет незначительным, основную нагрузку примет на себя материал матрицы 9, что в некоторых случаях может привести к образованию кольцевых канавок и, как следствие, к преждевременному выходу инструмента из строя. Если указанное соотношение будет больше 1,19, то значительная часть площади контакта торца матрицы 2 с породой будет перекрыта более износостойким, чем материал матрицы 9 материалом центральной части породоразрушающего элемента 7 и для того, чтобы осуществлялось обнажение материала породоразрушающих элементов 4-6, необходимо будет прикладывать дополнительные усилия, а это может привести при бурении твердых пород к повышению затрат мощности на бурение и искривлению бурильных труб.

Максимальная режущая способность буровой коронки при минимальных энергетических затратах будет обеспечена при выполнении дополниельных условий согласно п.2 формулы, поскольку они направлены на перераспределение нагрузки между породоразрушающими элементами 5-6, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов и породоразрушающими элементами 4, размещенными в центральной части секторов.

При наличии в центральной части секторов матрицы 2 коронки большого количества породоразрушающих элементов 4 снижается удельная нагрузка на один породоразрушающий элемент и уменьшается его износ в сравнении с износом породоразрушающих элементов 5-6, размещенных в скважинообразующей или кернообразующей части секторов. В результате этого породоразрушающие элементы 5-6, которые размещены в скважинообразующей или кернообразующей части секторов, изнашиваются ненамного быстрее породоразрушающих элементов 4, которые размещены в центральной части секторов, вследствие чего образуется клиноподобная форма профиля матрицы 2, что позволяет более эффективно предразрушать массив породы.

При выполнении условий согласно п.3 формулы, когда количество породоразрушающих элементов 4, которые находятся в центральной части секторов, в одинаковой степени превышает количество породоразрушающих элементов, которые находятся как в скважинобразующей 6, так и в кернообразующей части 5 секторов, количество которых однаково, при этом общее количество породоразрушающих элементов 4-6 в коронке определяется следующей зависимостью:

k=1,5n-2,

где: k - общее количество породоразрушающих элементов 4-6, размещенных в центральной, скважинообразующей и кернообразующей части секторов, шт.;

n - количество секторов в коронке, которое должно быть парным, шт.;

буровая коронка будет изнашиваться более равномерно, без образования кольцевых канавок как по наружному, так и по внутреннему диаметрам, и тем самым можно избежать повышения затрат мощности.

1. Буровая коронка, содержащая корпус с закрепленной на нем алмазоносной матрицей, разделенной промывочными пазами на секторы, армированные породоразрушающими элементами в виде износостойких цилиндрических вставок из синтетических алмазов, размещенных в центральной, скважинообразующей и кернообразующей части секторов по схеме перекрытия, отличающаяся тем, что твердость центральной части каждого из породоразрушающих элементов в 3,5÷3,9 раза, а твердость периферийной их части в 1,1÷1,3 раза превышает твердость материала матрицы.

2. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что величина перекрытия b между породоразрушающими элементами, размещенными в иннообразующей или кернообразующей части секторов и породоразрушающими элементами, размещенными в центральной части секторов, определяется по следующей зависимости: ,
где b - величина перекрытия между породоразрушающимн элементами, размещенными в скважинообразующей или кернообразующей части секторов и породоразрушающими элементами, размещенными в центральной части секторов, мм; d - диаметр породоразрушающего элемента, мм; а - размер центральной части каждого из породоразрушающих элементов, которые находятся в центральной части секторов, мм.

3. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что количество породоразрушающих элементов, которые находятся в центральной части секторов в одинаковой степени превышает количество породоразрушающих элементов, которые находятся как в скважинообразующей, так и в кернообразующей части секторов, количество которых одинаково, при этом общее количество породоразрушающих элементов в коронке определяется по следующей зависимости: k=1,5n-2, где k - общее количество породоразрушающих элементов, размещенных в центральной, скважинообразующей и кернообразующей части секторов, шт.; n - количество секторов в коронке, которое должно быть парным, шт.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по монолитным твердым породам. .

Изобретение относится к буровым долотам, а именно к породоразрушающим вставкам для буровых долот, предназначенных для разрушения перемежающихся по твердости пород.

Изобретение относится к буровым долотам, а именно к породоразрушающим зубкам буровых долот, предназначенным для разрушения перемежающихся по твердости пород. .

Изобретение относится к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по абразивным породам. .

Изобретение относится к области буровой техники и используется при производстве буровых долот, оснащенных пластинами из поликристаллических алмазов (PDC). .

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

Изобретение относится к буровым породоразрушающим инструментам режущего типа преимущественно с алмазным вооружением, а именно к способам их изготовления. .

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к изготовлению алмазных буровых долот. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, в котором используются твердосплавные вставки, закрепляемые в корпусе инструмента методом запрессовки

Изобретение относится к буровому инструменту с твердосплавным или синтетическим алмазным вооружением. Обеспечивает повышение эффективности работы бурового инструмента, надежную фиксацию зубков. Буровой инструмент содержит корпус с отверстиями, в которых посредством фиксаторов закреплены породоразрушающие зубки с рабочей головкой и хвостовиком. Породоразрушающие зубки выполнены из нескольких элементов, каждый из которых представлен в виде части цилиндра с вертикальной плоской гранью в верхней части, причем хвостовик каждой части зубка выполнен в виде конуса с расширяющимся в сторону дна основанием, а отверстия под зубки выполнены в нижней части с ответным коническим расширением, при этом фиксатор установлен между плоскими гранями частей зубка, причем поверхности фиксатора со стороны стенок отверстия выполнены с выступами, а боковые стенки отверстий - с ответными впадинами. Боковые грани фиксатора в нижней части могут иметь клиновидную форму, а контактирующие с ними боковые грани частей зубка - ответные наклонные поверхности. Части зубка могут быть выполнены одинаковой конфигурации. Фиксатор может быть выполнен из материала с меньшей твердостью, чем материал рабочей головки частей зубка. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам и долотам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна и сплошным забоем. Обеспечивает повышение эффективности работы благодаря очистке забоя от разрушенных частиц алмазов нижнего слоя. Алмазный буровой инструмент включает корпус с присоединительной резьбой и матрицу, армированную алмазами, размещенными в несколько рядов в лунках трафареток, изготовленных из более мягкого материала по сравнению с материалом матрицы. Корпус оснащен несколькими герметически закрытыми камерами, снабженными подпружиненными в осевом направлении пружиной сжатия обратными клапанами, расположенными со стороны рабочего торца матрицы, при этом пружина сжатия размещена в полости камеры и жестко соединена с корпусом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к буровым инструментам с пассивными и активными элементами и к способам формирования такого инструмента. Обеспечивает замедление износа калибрующих и пассивных областей. Буровой инструмент содержит: корпус, имеющий торцевую поверхность на его дистальном конце и калибрующие области, включающие проходящие продольно вверх выступающие части нескольких лопастей, и хвостовик; переходную поверхность, включающую скос, расположенный между наружным диаметром на верхнем конце соответствующей калибрующей области и хвостовиком; и элемент для восходящего бурения, выполненный в виде детали, расположенной на переходной поверхности, проходящей от точки, прилегающей к переходной кромке между переходной поверхностью и соответствующей калибрующей областью, и имеющий пассивное расположение при нисходящем бурении и активное расположение при восходящем бурении или расширении ствола скважины снизу вверх. При осуществлении способа формирования бурового инструмента: формируют корпус, включающий активную область и пассивную область в режиме нисходящего бурения, причем активная область содержит части корпуса, дистальные относительно переходной кромки, а пассивная область включает части корпуса, проксимальные относительно переходной кромки, и пассивная область активна в режиме восходящего бурения; размещают элемент для восходящего бурения в пассивной области посредством размещения его на пластине крепления или формируют элемент для восходящего бурения интегрально с пластиной крепления; и прикрепляют пластину крепления к пассивной области. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам и долотам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна и сплошным забоем. Обеспечивает увеличение эффективности работы бурового инструмента, очистку забоя от разрушенных частиц алмазов нижнего слоя. Алмазный буровой инструмент включает корпус с матрицей, разделенной промывочными пазами на секторы, армированные несколькими рядами рабочих слоев, содержащих трафаретки и размещенные в их лунках алмазы. Между рабочими слоями закреплены термоплавкие вставки, а рабочие слои оснащены сетками, в ячейках которых установлены алмазы, причем сетки соединены с пружиной растяжения, закрепленной в пазу корпуса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области бурового инструмента и способам его изготовления. Технический результат обеспечивается геометрической компенсацией, используемой для улучшения точности, с которой элементы могут размещаться на буровых долотах, формируемых с использованием прессования частиц и спекания. При осуществлении способа формирования корпуса долота для роторного бурения прогнозируют ошибку расположения, которую будет иметь по меньшей мере один элемент из группы элементов на не полностью спеченном корпусе долота, при спекании не полностью спеченного корпуса долота до заданной конечной плотности, формируют по меньшей мере один элемент из группы элементов на не полностью спеченном корпусе долота в месте расположения, по меньшей мере частично определенном по прогнозируемой ошибке расположения, которую будет иметь по меньшей мере один из группы элементов, и спекают не полностью спеченный корпус долота до требуемой конечной плотности. Корпус долота для роторного бурения, не полностью спеченный, имеет профиль режущей поверхности с формой, отличающейся от заданной формы проектного профиля режущей поверхности полностью спеченного корпуса долота, формируемого из не полностью спеченного корпуса долота. 2 н.з. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Группа изобретений относится к конструкциям для использования в бурении подземных пород, включающим по меньшей мере один режущий элемент, в частности, к буровым долотам и инструменту с режущими элементами. Техническим результатом является повышение стабильности и срока службы бурового долота. Режущий элемент содержит объем суперабразивного материала, включающий: режущую поверхность, проходящую в двух измерениях и поперек продольной оси режущего элемента, причем часть режущей поверхности может быть не перпендикулярна продольной оси режущего элемента; заднюю границу, расположенную сзади режущей поверхности; и по меньшей мере один паз в режущей поверхности, начинающийся вблизи ее боковой границы и проходящий через по меньшей мере часть режущей поверхности. Паз может иметь переменную глубину, проходить через или по диаметру (диаметрам) режущей поверхности. К пазу могут прилегать ребра. 8 н. и 2 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению алмазной буровой коронки методом пропитки. Разовую графитовую пресс-форму изготавливают со сквозными отверстиями, формы и размеры которых соответствуют нижней проекции сечения секторов матрицы коронки, при укладке алмазов, загрузке, формовании и прессовании шихты матрицы под графитовую пресс-форму помещают основание, верхняя поверхность которого повторяет профиль поверхности нижней части секторов матрицы, при спекании в вакуумной печи основание удаляют, при этом под каждым сектором матрицы коронки располагают таблетки из пропитываемого металла или сплава так, чтобы пропитка происходила снизу вверх. Обеспечивается саморегулируемая и равномерная дозировка пропитываемого металла или сплава во всех секторах матрицы, равномерная плотность матрицы, повышение выхода годного, а также исключается образование наплыва металла на корпус инструмента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к резцам, скважинным инструментам, применяемым в подземном бурении, и способам формирования паза резца. Технический результат заключается в точной ориентации резцов в пазах скважинных инструментов. Резец включает подложку, содержащую соединительную поверхность с одного торца подложки, имеющей конфигурацию для соединения внутри паза резца; и множество индексов резца, по меньшей мере, на участке соединительной поверхности, в котором каждый индекс резца расположен вокруг центральной оси подложки и проходит менее чем полностью вокруг центральной оси, и в котором множество индексов резца, по существу, равномерно разнесены по окружности вокруг центральной оси подложки. Соединительная поверхность может быть прецизионно расположена внутри паза резца более чем в одном положении, в котором соединительная поверхность является неплоской. 7 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к буровым инструментам и способам их твердосплавного упрочнения. Технический результат заключается в повышении сопротивления бурового инструмента к истиранию, эрозии. Буровой инструмент включает корпус; по меньшей мере один режущий элемент на корпусе; и материал твердосплавного упрочнения на по меньшей мере части поверхности корпуса, содержащий металлический матричный материал и частицы поликристаллического алмазного материала, внедренные в металлический матричный материал и включающие множество взаимно скрепленных друг с другом алмазных кристалликов. Частицы поликристаллического алмазного материала содержат фрагменты одного или нескольких слоев поликристаллического алмазного материала. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх