Буровая коронка

Полезная модель относится к буровым инструментам, предназначенным для перфорации нефтегазовых скважин для вскрытия продуктивных пластов. Буровая коронка, содержит корпус с промывочными каналами в верхней части коронки, выходящими в полость нижней части, служащей для соединения с системой промывки и приводом, при этом верхний торец оснащен центральным эксцентрично расположенным резцом, периферийными резцами, расположенными на одной окружности, и дополнительными периферийными резцами, расположенными на концентрических окружностях так, что их окружные проекции режущих кромок на диаметр коронки составляют непрерывную линию резания, причем центральный и периферийные резцы расположены под углом к торцу коронки, на боковой поверхности коронки размещены калибрующие вставки, выступающие за диаметр корпуса коронки, а периферийные резцы, расположенные на одной окружности, выступают за диаметр корпуса коронки и обточены по диаметру, образуемому калибрующими вставками. При работе заявляемого инструмента, благодаря оптимальному расположению резцов и наличию угла резания (угла, под которым расположены резцы к торцу долота) происходит равномерное распределение нагрузки на каждый резец и обеспечивается сплошной и равномерный съем породы скважины, что в конечном итоге значительно увеличивает износостойкость резцов, а, следовательно, ресурс работы коронки. Рабочий диаметр скважины формируется периферийными резцами, а калибрующие вставки стабилизируют коронку в процессе работы, исключая наличие вибраций и ее увод от прямолинейной траектории. Таким образом, достигается решение задачи, на выполнение которой направлено заявляемое техническое решение, а именно, повышается эффективность процесса бурения. 4 зависимых пунктов формулы, 3 иллюстрации.

Полезная модель относится к буровым инструментам, предназначенным для перфорации нефтегазовых скважин для вскрытия продуктивных пластов.

Известна коронка буровая КНШ 40-25, представленная в каталоге Кировского завода твердых сплавов «Твердосплавные изделия для бурового инструмента» с.54., содержащая корпус с промывочными каналами в верхней части, выходящими в полость нижней части, предназначенной для соединения с механизмом вращения и системой промывки. Верхняя торцевая часть коронки буровой оснащена эксцентрично расположенным центральным резцом и периферийными резцами, установленными на одной окружности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является буровая коронка (патент РФ на полезную модель 98040, МПК Е21В 10/00, оп. 27.09.2010), содержащая корпус с промывочными каналами в верхней части коронки, выходящими в полость нижней части, служащей для соединения с системой промывки и приводом, при этом верхний торец оснащен центральным эксцентрично расположенным резцом, периферийными резцами, расположенными на одной окружности, дополнительными периферийными резцами, расположенными на концентрических окружностях так, что их окружные проекции режущих кромок на диаметр коронки составляют неразрывную линию резания и калибрующими резцами, установленными на ее крайнем диаметре, выступающими за диаметр коронки, причем их режущие кромки выполнены путем обточки установленных в собранной коронке резцов.

Недостатками известных устройств, являются:

- малый ресурс коронки вследствие быстрого истирания резцов из-за неэффективной формы их выполнения и расположения;

- низкое качество работы в скважине по причине того, что рабочий диаметр коронки образуется только калибрующими резцами, что приводит к вибрации и уводу инструмента в буровом канале от заданного направления.

Все это негативно сказывается на эффективности процесса бурения.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое устройство заключается в повышении эффективности процесса бурения.

Поставленная задача решается с помощью буровой коронки, содержащей корпус с промывочными каналами в верхней части коронки, выходящими в полость нижней части, служащей для соединения с системой промывки и приводом, при этом верхний торец оснащен центральным эксцентрично расположенным резцом, периферийными резцами, расположенными на одной окружности, и дополнительными периферийными резцами, расположенными на концентрических окружностях так, что их окружные проекции режущих кромок на диаметр коронки составляют непрерывную линию резания.

Согласно предлагаемому техническому решению центральный и периферийные резцы расположены под углом к торцу коронки, на боковой поверхности коронки размещены калибрующие вставки, выступающие за диаметр корпуса коронки, а периферийные резцы, расположенные на одной окружности, выступают за диаметр корпуса коронки и обточены по диаметру, образуемому калибрующими вставками.

В качестве резцов могут быть использованы как резцы из твердосплавного материала, так и алмазные PDC резцы, но предпочтительнее использование алмазных PDC резцов, гораздо менее склонных к истиранию.

Калибрующие вставки могут быть выполнены из твердосплавного материала или из сверхтвердого материала, например, типа «Славутич».

Количество дополнительных периферийных резцов, расположенных на концентрических окружностях так, что их окружные проекции режущих кромок на диаметр коронки составляют непрерывную линию резания, может варьироваться от одного и более, в зависимости от размера резцов и диаметра коронки.

При работе заявляемого инструмента, благодаря оптимальному расположению резцов и наличию угла резания (угла, под которым расположены резцы к торцу долота) происходит равномерное распределение нагрузки на каждый резец и обеспечивается сплошной и равномерный съем породы скважины, что в конечном итоге значительно увеличивает износостойкость резцов, а, следовательно, ресурс работы коронки.

Рабочий диаметр скважины формируется периферийными резцами, а калибрующие вставки стабилизируют коронку в процессе работы, исключая наличие вибраций и ее увод от прямолинейной траектории.

Таким образом, достигается решение задачи, на выполнение которой направлено заявляемое техническое решение, а именно, повышается эффективность процесса бурения.

Сравнение предлагаемого устройства с прототипом выявило наличие нескольких отличительных признаков:

- отсутствие калибрующих резцов, установленных на крайнем диаметре коронки и выступающих за ее край;

- наличие нового элемента в устройстве - калибрующих вставок, расположенных на боковой поверхности коронки и выступающих за диаметр ее корпуса;

- измененную форму установки центрального и периферийных резцов на торце коронке;

- иную конфигурацию периферийных резцов, расположенных на одной окружности, на торце коронки.

Наличие данных признаков свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».

На фиг.1 (а, б) показана коронка вид сверху, на фиг.2 - показано сечение А-А на фиг.1а; на фиг.3 - показана схема резания коронкой 1а.

Устройство состоит из корпуса 1 (фиг.1а) с промывочными каналами 2 в верхней его части. Промывочные каналы выходят в полость 3 (фиг.2) нижней части корпуса 1. Торцевая часть корпуса оснащена центральным, расположенным эксцентрично, резцом 4, выступающими за диаметр корпуса коронки периферийными резцами 5, расположенными на одной окружности, и дополнительными периферийными резцами 6, расположенными на концентрических окружностях так, что их окружные проекции режущих кромок на диаметр коронки составляют неразрывную линию резания. На боковой поверхности коронки установлены калибрующие вставки 7, выступающие за диаметр корпуса коронки. В нижней части стенки коронки выполнены два соосных отверстия 8, а по ее краю - уступы 9 для соединения с системой промывки и механизмом вращения (на чертеже не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Буровую коронку соединяют с механизмом вращения и системой промывки. Механизм вращения приводит во вращение буровую коронку, все резцы которой начинают разрушать породу. Центральный 4 и периферийные резцы 5, 6 измельчают породу, и резцы 5, выступающие за диаметр корпуса коронки и обточенные по диаметру, образуемому калибрующими вставками, формируют рабочий диаметр скважины, а калибрующие вставки 7 стабилизируют коронку в процессе работы, исключая наличие вибраций и ее увод от прямолинейной траектории. Одновременно система промывки привода подает промывочную жидкость в полость 3 буровой коронки и по промывочным каналам 2 в забой, откуда разрушаемая мелкая порода легко удаляется промывочной жидкостью.

1. Буровая коронка, содержащая корпус с промывочными каналами в верхней части коронки, выходящими в полость нижней части, служащей для соединения с системой промывки и приводом, при этом верхний торец оснащен центральным эксцентрично расположенным резцом, периферийными резцами, расположенными на одной окружности, и дополнительными периферийными резцами, расположенными на концентрических окружностях так, что их окружные проекции режущих кромок на диаметр коронки составляют непрерывную линию резания, отличающаяся тем, что центральный и периферийные резцы расположены под углом к торцу коронки, на боковой поверхности коронки размещены калибрующие вставки, выступающие за диаметр корпуса коронки, а периферийные резцы, расположенные на одной окружности, выступают за диаметр корпуса коронки и обточены по диаметру, образуемому калибрующими вставками.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве резцов использованы резцы из твердосплавного материала и/или алмазные PDC резцы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что калибрующие вставки выполнены из твердосплавного материала или из сверхтвердого материала.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на верхнем торце коронки установлен один дополнительный периферийный резец.