Коронка для ударно-вращательного бурения

Авторы патента:

Валитов Мухтар Зуфарович (RU)

Томарев Геннадий Иванович (RU)

Бескровный Илья Анатольевич (RU)

Валитова Светлана Дамировна (RU)

Персиянов Сергей Валерьевич (RU)

E21B10/54 - вильчатые или лопастные типа "рыбий хвост"

E21B10/38 - отличающиеся каналами или насадками для бурового раствора

Владельцы патента RU 2581059:

ООО "Камышинский завод бурового инструмента" (ООО "КЗБИ") (RU)

Изобретение относится к области металлургии и горного дела, а именно к коронкам для вскрытия леток доменной печи, а также для ударно-вращательного бурения мелко шпуровых скважин. Технический результат заключается в повышении ресурса и скорости бурения. Коронка для ударно-вращательного бурения содержит корпус со сквозным осевым отверстием, перья, которые разделены продольными и радиальными каналами, соединенными с осевым отверстием. В перьях выполнены глухие радиальные пазы, в которых заподлицо с боковой поверхностью перьев установлены твердосплавные пластины. Пазы в перьях выполнены с опережением по углу на 7-10° относительно радиуса коронки. Радиальные каналы выполнены прямоугольного сечения. Угол между осью радиальных каналов и смежной пластиной меньше половины угла между смежными пластинами. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Известна коронка для ударно-вращательного бурения, включающая хвостовик и рабочую головку, разделенную в торцевой части на перья, армированные твердосплавными пластинами (см. а.с. СССР №1430495, МПК E21B 10/36, 1988 г.).

Недостатком известной коронки является высокая вероятность ее поломки при работе вследствие выпадения пластин из корпуса коронки из-за ненадежного их крепления.

Известная коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с разрушающим элементом, разделенный в торцевой части на сектора, между которыми выполнены каналы для отвода выбуренных частиц (см. патент РФ №2325443, МПК C21B 7/12, 2008 г.).

Недостатками известной конструкции являются низкие скорость бурения и ресурс работы вследствие недостаточной эффективности удаления выбуренных частиц и охлаждения разрушающих элементов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус, торцевая часть которого разделена промывочными каналами на сектора, при этом в секторах выполнены глухие пазы прямоугольного сечения с размещенными в них твердосплавными пластинами (см. заявка РФ №2013105621, МПК E21B 10/48, 2014 г.), который принят за прототип.

Недостатками известной коронки являются низкие скорость бурения и ресурс работы вследствие недостаточной эффективности удаления выбуренных частиц и охлаждения разрушающих элементов вследствие симметричного выполнения промывочных каналов относительно секторов.

Целью предлагаемого технического решения являются увеличение ресурса работы и скорости бурения за счет повышения эффективности очистки забоя от выбуренных частиц и охлаждения твердосплавных пластин.

Указанная цель достигается тем, что в коронке для ударно-вращательного бурения, содержащей корпус со сквозным осевым отверстием, перья, которые разделены продольными и радиальными каналами, соединенные с осевым отверстием, в перьях выполнены глухие радиальные пазы, в которых заподлицо с боковой поверхностью перьев установлены твердосплавные пластины, согласно техническому решению пазы в перьях выполнены с опережением по углу на 7-10° относительно радиуса коронки, радиальные каналы выполнены прямоугольного сечения, а угол между осью радиальных каналов и смежной пластиной меньше половины угла между смежными пластинами.

Передняя боковая поверхность паза выполнена касательной к боковой поверхности осевого отверстия.

Длина пластин меньше длина пазов, торцевая их часть со стороны оси коронки заполнена припоем.

Конструкция предлагаемой коронки поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен общий вид коронки (аксонометрия).

На фиг. 2 - продольный разрез коронки.

На фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

На фиг. 4 - вид на работающую коронку в скважине.

Коронка для ударно-вращательного бурения включает корпус 1 (фиг. 1-3), диаметр торцевой части которого выполнен больше диаметра основания 2, и перья 3, которые разделены продольными каналами 4 для выноса выбуренных частиц и радиальными каналами 5. В корпусе 1 выполнено сквозное осевое отверстие 6, соединенное с каналом штанги (на фиг. не показан) и радиальными каналами 5.

В перьях 3 выполнены глухие радиальные пазы 7, например, прямоугольного сечения, примыкающие к отверстию 6, в которые припаяны твердосплавные пластины 8. Пластины 8 установлены заподлицо с боковой поверхностью перьев 3. При условии, если длина пластин 8 меньше чем длина пазов 7, торцевой их участок со стороны оси коронки заполняется припоем 9.

Пазы 7 в перьях 3 выполнены с опережением на угол α относительно радиуса коронки, составляющий, например, 7-10°. Радиальные каналы 5 выполнены прямоугольного сечения, а их оси со смежной пластиной 8 образуют угол φ, который меньше половины угла между смежными пластинами, т.е. φ≤π/n,

где n - число перьев или пластин.

Передняя боковая поверхность паза 7 является касательной к боковой поверхности отверстия 6.

В противоположной от торцевой части корпуса 1 коронки в основании выполнена, например, резьба 10 для соединения со штангой (на фиг. не показана).

Коронка работает следующим образом.

При вращении в левую сторону (коронка на фиг. 1-3 левого вращения) пластины 3 режут породу, а через отверстие 6, каналы 5 подается воздух или вода. Так как оси радиальных пазов 7 образуют со смежной пластиной угол, который меньше половины угла между смежными перьями 3, то пластины 8 интенсивно охлаждаются при одновременном эффективном удалении выбуренных частиц с рабочей зоны пластин 8 (фиг. 4). Выполнение задней боковой стенки паза 7 по касательной к боковой поверхности отверстия 6 повышает эффективность подачи воздуха или воды на рабочую поверхность пластины 8. Установка пластин 8 с опережением на угол α, составляющий 7-10°, относительно радиуса коронки позволяет более полному удалению выбуренных частиц из рабочей зоны пластин 8 вследствие перемещения частиц вдоль пластин 8 к оси коронки.

1. Коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус со сквозным осевым отверстием, перья, которые разделены продольными и радиальными каналами, соединенными с осевым отверстием, в перьях выполнены глухие радиальные пазы, в которых заподлицо с боковой поверхностью перьев установлены твердосплавные пластины, отличающаяся тем, что с целью повышения ресурса и скорости бурения пазы в перьях выполнены с опережением по углу на 7-10° относительно радиуса коронки, радиальные каналы выполнены прямоугольного сечения, а угол между осью радиальных каналов и смежной пластиной меньше половины угла между смежными пластинами.

2. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что передняя боковая поверхность паза выполнена касательной к боковой поверхности осевого отверстия.

3. Коронка по п.1, отличающаяся тем, что длина пластин меньше длины пазов, торцевая их часть со стороны оси коронки заполнена припоем.

Группа изобретений относится к буровым долотам, способам их изготовления и способам бурения скважины с использованием этих долот. Технический результат заключается в меньшей агрессивности долота при бурении криволинейных участков и большей агрессивности при бурении прямолинейных участков скважин.

Размещение режущих элементов на буровом долоте с фиксированными резцами, обеспечивающее сокращение растрескивания алмазных пластинок // 2532950

Изобретение относится к лопастному долоту для роторного бурения. Технический результат заключается в улучшенной защите резцов от воздействия нагрузок, увеличении срока службы долота, предотвращении растрескивания и скалывания режущих элементов.

Буровое долото для роторного бурения, имеющее корпус с частицами карбида бора в матричных материалах из алюминия или сплавов алюминия, и способ его изготовления // 2464403

Твердосплавный буроразрушающий резец // 1342998

Изобретение относится к области горной промышленности и позволяет уменьшить энергоемкость и динамичность процесса бурения и повысить долговечность резца. .

Лопастное долото // 861542

Буровое долото // 378618

Буровая коронка // 2579821

Изобретение относится к буровым коронкам, предназначенным для бурения, преимущественно, по твердым породам. Технический результат заключается в повышении производительности буровой коронки.

Буровое долото для твердой породы, бурильная компоновка и способ ударного бурения твердой породы // 2557028

Группа изобретений относится к буровому долоту для ударного бурения твердой породы, к бурильной компоновке с указанным долотом, к использованию указанного долота и к способу ударного бурения горной породы с помощью указанного долота.

Буровая коронка // 2535314

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к буровым инструментам, предназначенным для бурения скважин ударно-вращательным способом, и может быть использовано при бурении скважин в крепких горных породах.

Снаряд буровой с обратной циркуляцией шлама // 2463432

Изобретение относится к погружным устройствам для бурения скважин ударно-вращательным способом, применяется в горной промышленности, строительстве и геологоразведке.

Буровая коронка // 2444606

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин и шпуров преимущественно по выбросоопасным пластам. .

Буровая коронка // 2439280

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения, преимущественно, по мерзлым породам. .

Насадка гидромониторного долота // 2393323

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для промывки бурового долота. .

Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах (варианты) // 2376440

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами.

Коронка для бурения скважин в высокогазоносных пластах // 2370622

Коронка для бурения скважин по выбросоопасным пластам // 2367763

Изобретение относится к пород оразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами.

Алмазное буровое долото // 2588532

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано при производстве буровых долот с вооружением в виде поликристаллических алмазных элементов, предназначенных для строительства скважин. Технический результат заключается в повышении надежности защиты корпуса долот, повышении стойкости и показателей работы долот. Алмазное буровое долото включает корпус с присоединительной резьбой, лопастями, оснащенными породоразрушающими и защитными резцами PDC, разделенными межлопастным пространством с отверстиями для твердосплавных насадок и прохода промывочной жидкости, покрытый наплавкой и напылением твердосплавным износостойким защитным покрытием высокой твердости. На поверхности корпуса долота выполнено покрытие в виде подложечного слоя напылением, на которое нанесено износостойкое защитное покрытие наплавлением. Твердость напыленного подложечного слоя меньше твердости наплавленного защитного твердосплавного покрытия, но выше твердости материала корпуса долота, при этом толщина напыленного подложечного слоя составляет 0,3÷0,8 мм. 4 ил.

Улучшения прочности буртика для pdc бурового долота с использованием вторичных и третичных режущих элементов // 2594399

Группа изобретений относится к PDC-долотам и к способам размещения PDC-резцов на долоте. Технический результат заключается в улучшении режущей способности и повышении прочности буртика долота. PDC-долото содержит несколько лопастей, содержащих первую лопасть из нескольких лопастей, содержащую набор первых первичных PDC-резцов в ряду первых первичных резцов и набор первых дублирующих PDC-резцов в ряду первых вторичных резцов, при этом радиальное положение каждого первого дублирующего PDC-резца в ряду первых вторичных резцов смещено от радиального положения каждого первого первичного PDC-резца в ряду первых первичных резцов. По меньшей мере один первый первичный PDC-резец только лишь частично перекрывает соответствующий смещенный радиально вторичный PDC-резец так, что периферийный край радиально смещенного вторичного PDC-резца выступает наружу относительно по меньшей мере одного первого первичного PDC-резца в профиле долота указанной первой лопасти. Первые дублирующие PDC-резцы расположены в части буртика долота рядом с диаметром долота, и все дублирующие PDC-резцы долота расположены в части буртика. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

Использование трубчатого прутка из карбида вольфрама для армирования матрицы из поликристаллического алмазного композита // 2602852

Группа изобретений относится к армированному пропитанному матричному скважинному снаряду, способу его армирования, а также к армированному пропитанному матричному буровому долоту. Технический результат заключается в уменьшении износа за счет наложения армирующего материала. Армированный пропитанный матричный скважинный снаряд содержит корпус, содержащий карбидный материал и пропитывающий связующий материал из меди или медного сплава; лопасть, образованную как одно целое с корпусом и выполненную из тех же материалов, что и корпус, и проходящую примерно от одного торца корпуса в направлении второго торца корпуса, при этом лопасть содержит входную кромку, выходную кромку и поверхность, проходящую от входной кромки до выходной кромки; по меньшей мере один резец, установленный на указанной поверхности; промежуточное грунтовочное покрытие, соединенное с входной кромкой и/или указанной поверхностью и являющееся хромоникелевым сплавом, содержащим одно или более восстанавливающих веществ; и армирующий материал, соединенный по меньшей мере с частью промежуточного грунтовочного покрытия, в котором промежуточное грунтовочное покрытие скреплено с лопастью и с армирующим материалом. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 8 ил.

Буровой резец // 2619958

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к резцам, предназначенным для бурения шпуров в массивах горных пород. Технический результат заключается в снижении энергоемкости процесса разрушения забоя при бурении. Буровой резец включает корпус и прерывистые лезвия, выполненные в виде периферийных и внутренних полулезвий. Внутренние полулезвия установлены асимметрично относительно оси резца, и их полосы резания перекрывают друг друга, при этом полулезвия выполнены закругленными. 1 ил.

Буровое долото и способ его изготовления // 2643235

Изобретение относится к вращательному шарошечному буровому долоту. Технический результат заключается в повышении долговечности долота. Вращательное шарошечное буровое долото содержит внешнюю диаметральную часть, корпус долота, имеющий конец с конической внутренней областью и заплечик, расположенный между конической внутренней областью и внешней диаметральной частью, режущую поверхность, прикрепленную к концу корпуса долота. Режущая поверхность содержит моноблочную вставку, заключенную внутри конической внутренней области, образованную первой металлической матрицей, импрегнированной суперабразивными частицами, и имеющую центральную область, занимающую центр режущей поверхности и множество пальцеобразных областей, проходящих из центральной области; множество ребер, проходящих наружу из моноблочной вставки к внешней диаметральной части и образованных из второй металлической матрицы, импрегнированной суперабразивными частицами; и множество каналов для жидкости, образованных между соседними ребрами. Моноблочная вставка имеет плотность и твердость выше, чем плотность и твердость ребер. Некоторые из ребер соответствуют пальцеобразным областям так, что каждое соответствующее ребро выровнено с соответствующей пальцеобразной областью и имеет конец, расположенный смежно с ней. 13 з.п. ф-лы, 9 ил.