Буровая коронка

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.12.79 (21) 2847520/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл з

E 21 В 10 48

Государственный комнтет

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень №32

Дата опубликования описания 05.09.81 (53) УДК 622.24. .05 I (088.8) по делам нзобретеннй и открытий

А. А. Бугаев, В. И. Лившиц, Р. К. Богданов, В. Ф. Фадеев, И. А. Шадрин и В. Д. Загннбеда (72) Авторы и т()013е1 сн ин

Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН Украинской ССР (7l) 3;иии ель (54) БУРОВАЯ КОРОНКА

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам.

Известна буровая коронка, состоящая из металлического корпуса и припаянной к нему металлокерамической матрицы. Пайка матрицы по всему кольцевому торцу жест5 кого металлического корпуса обеспечивает прочное соединение матрицы и корпуса и предотвращает деформацию торца и появление трещин в матрице Il).

Однако при изготовлении небольшие тех- 1р нологическне отклонения в размерах матpHllbl и корпуса приводят к разновысотному расположению алмазоносных секторов, в результате чего контакт торцовых алмазов с забоем происходит не равномерно по всей площади забоя, а только йа J5 или l/4 части т5 поверхности. Это приводит к значительным перегрузкам работающих алмазов, их разрушению и быстрому выходу коронки из строя.

Известна буровая коронка, содержащая корпус и съемные сектора с пгродоразрушающими элементами. Между корпусом и съемными секторами размен.ена пружина в виде гофрированного кольца (2}.

Эта коронка позволяет частично устранить неравномерность контакта породоразрушающих элементов с горной породой.

Недостатком этой коронки является то, что при бурении трещиноватых пород рабочий сектор на одной стороне коронки может под нагрузкой прижаться к корпусу, а на другой стороне может быть выжат выступами пружины и выступить на значительную величину. При вращении произойдет удар выступившего сектора о породу, что может привести к сколу породоразрушающих элем ентов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является буровая копонка, содержащая корпус с армированными породоразрушающими элементами рабочими секторами, образованными прорезями {3).

Данная коронка позволяет снизить ди- намические нагрузки на породоразрушающие элементы за счет упругих свойств материала корпуса. Однако она также не обеспечивает равномерного распределения »агрузок иа рабочие секторы, что снижает про,ходку и механическую скорость бурения. ки неизменными. Благодаря этому сектора 3 с породоразрушающими элементами 4 предохраняются от трения и разрушения и обеспечивается прочное соединение матрицы с корпусом. Кроме того, обеспечивается проч5 ное соединение коронки с колонковой трубой.

При максимально допустимом изгибе стенки прорезей 2 соединяются, как видно из фиг. 2 и 4. При этом нагрузка, превы-! о шающая опасную величину, жестко передается на корпус 1.

Наличие упругого пояса в корпусе коронки позволяет снизить опасные нагрузки на отдельные участки и распределить их более равномерно по всей поверхности секторов. Это позволит предохранить алмазы от разрушения и повысить работоспособность коронки.

Формула изобретения

1. Буровая коронка, содержащая корпус с армированными породоразрушающими элементами рабочими секторами, образованными прорезями в корпусе, отличающаяся тем, что, с целью более равномерного распределения нагрузок на породоразрушающие элементы, прорези выполнены над породоразрушающими элементами параллельными рядами в шахматном порядке, при этом высота прорезей не превышает максимально зо допустимую величину прогиба перемычек между прорезями.

2. Буровая коронка по п. !, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения выхода промывочной жидкости из полости коронки, прорези заполнены упругим материалом.

Цель изобретения — повышение работоспособности коронки за счет более равномерного распределения нагрузок на йородоразрушающие элементы, предотвращение выхода !1ромывочной жидкости из полости коронки.

Указанная цель достигается тем, что прорези выполнены над породоразрушающими элементами параллельными рядами в шах.матном порядке, при этом высота прорезей не превышает максимально допустимую величину прогиба перемычек между прорезями.

Прорези заполнены упругим материалом.

На фиг. и 2 изображена буровая коронка соответственно в исходном и в рабочем положении, общий вид; на фиг. 3 и 4— сечение рабочего сектора в исходном и рабочем положениях.

Буровая коронка содержит корпус 1, в

-ц ентральной части которого выполнены прорези 2. На корпусе l закреплены сектора 3 с породоразрушающими элементами, например алмазами 4.

Прорези, выполненные сквозными, за- . полняются упругим материалом, например резиной (не показан).

Высота h прорезей 2 должна быть меньше или равна максимально допустимой величине прогиба f, которая определяется расчетным путем.

При выполнении коронки, как показано на фиг. и 2, упругие элементы 5, заключенные между прорезями 2, представляют собой упругие балки, зажатые в двух опорах и нагруженные усилием P посредине.

В этом случае высота прорезей h определяется по формуле

1 .Pt, 6 1 f92 E3 g гдето — длина балки, 3 — м о мент и нерци и, E — — модуль Юнга.

Буровая коронка работает следующим образом. 40

При нагрузке на сектор 3 изменяется высота h упругого пояса на расчетную величину, а высота торцового пояса Н! и резьбового пояса Н1, имеющие достаточную величину, при которой сохраняется высокая жесткость этих частей, остаются практичесИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по алмазному бурению геологоразведочных скважин. Л., «Недра», 1975, с.. 74 — 87.

2. Авторское свидетельство СССР № 579404, кл. Е 21 В 9/36, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР № 622961, кл. E 21 В 9/16, 1975 (прототип).

Фиг.f

Фиг. 4

Фиг..7

Составнтель Н. Панин

Редактор М. Янович Texpea A. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7499/50 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент». r. Ужгород, ул. Проектная. 4