Алмазная буровая коронка

 

Изобретение относится к алмазному породоразрушающему инструменту и позволяет повысить эффективность его работы за счет уменьшения искривления ствола скважины , преимущественно при направленном бурении. Коронка содержит корпус 1, матрицу 2 с наклонной наружной поверхностью, на которой выполнен радиальный паз 5 и базовые направляющие (БН). Матрица 2 армирована объемными и подрезными алмазами 3 и 4, причем участок наклонной поверхности матрицы между БН выполнен без подрезных алмазов 4. При этом БН выполнены с гладкими наружными поверхностями , установленными заподлицо с наружной поверхностью матрицы 2. Такое выполнение коронки обеспечивает постоянное прижатие к стенке скважины участка матрицы 2, находящегося между БН. Так как этот участок не имеет подрезных алмазов, то он не разрушает стенок скважины и не уводит ствол скважины от заданного направления. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТа<ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

„„SU„„> 620590 А 1 (51)5 Е 21 В 10 48 1, ЩЩ! g д, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fNHT СССР (21) 4617667/03 (22) 17.10.88 (46) 15.01.91. Бюл. № 2 (71) Томский политехнический институт им. С. М. Кирова (72) В. В. Кривошеев (53) 622.24.051.7 (088.8) (56) Троицкий Н. Д. Глубокое сверленне.

Л.: Машиностроение, 1971, с. 23 — 27.

Авторское свидетельство СССР № !180479, кл. E 21 В 10/48, 1984. (54) АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА (57) Изобретение относится к алмазному породоразрушающему инструменту и позволяет повысить эффективность его работы за счет уменьшения искривления ствола скважины, преимущественно при направленном

2 бурении. Коронка содержит корпус 1, матрицу 2 с наклонной наружной поверхностью, на которой выполнен радиальный паз 5 и базовые направляющие (БН) . Матрица 2 армирована объемными и подрезными алмазами 3 и 4, причем участок наклонной поверхности матрицы между БН выполнен без подрезных алмазов 4. При этом БН выполнены с гладкими наружными поверхностями, установленными заподлицо с наружной поверхностью матрицы 2. Такое выполнение коронки обеспечивает постоянное прижатие к стенке скважины участка матрицы 2, находящегося между БН. Так как этот участок не имеет подрезных алмазов, то он не разрушает стенок скважины и не уводит ствол скважины от заданного направления.

2 нл.

1620590

Формула изобретения

50 (3) Изобретение относится к горному делу, а именно к алмазным порошкам, преимущественно для бурения направленных скважин.

Цель изобретения — повышение эффективности работы коронки за счет уменьшения исправления ствола скважины, преимущественно при направленном бурении.

На фиг. 1 изображена буровая коронка, вид со стороны рабочего торца; на фиг. 2— сечение А — А на фиг. 1.

Буровая коронка включает корпус 1 и матрицу 2, армированную объемными и подрезными алмазамн 3, 4. Наружная поверхность матрицы 2 наклонена под углом а к поперечной оси коронки и выполнена с радиальным пазом 5. Коронка снабжена двумя базовыми направляющими 6 и 7, наружная поверхность которых совмещена с наружной поверхностью матрицы 2, причем участок ее между базовыми направляющими 6 и 7 выполнен с гладкой поверхностью, т. е. без подрезных алмазов.

Одна базовая направляющая расположена над пазом, а другая — смещена относительно первой на угол 1, определяемый по формуле (1). у=2агс1д . р

) +. )О (1)

sin6 — rp cos6 где 1 — динамическая составляющая коэффициента трения;

q> — статическая составляющая коэффициента трения. определяется экспериментальным путем и равняется 0,14 для импрегнированных коронок и 0,09 для однослойных коронок. определяется по эмпирической формуле (2) для импрегнированных коронок и по эмпирической формуле (3) для однослойных коронок.

А6 4УР ф=4,9 10 (2) где С вЂ” нагрузка на коронку, даН;

Н вЂ” твердость породы, даН/мм, D — средний диаметр коронки, мм; и — частота оборотов, 1/мин.

Устройство работает следующим образом.

При создании осевой нагрузки и крутящего момента осуществляется силовое взаимодействие торца коронки и горной породы.

На наклонной части торца коронки в точке касания каждого алмаза с породой возни10

35 кает поперечная составляющая от осевой нагрузки, направленная к центру коронки.

Поперечные силы, генерируемые в диаметрально противоположных точках, взаимно уничтожаются. Поскольку в матрице 2 выбран паз 5, диаметрально противоположная часть ее формирует некомпенсированные радиальные силы, равнодействующая которых F направлена в центр паза 5.

В точке, диаметрально противоположной центру паза 5, формируется также и равнодействующая 1 некомпенсированных тангенциальных сил, направленных противоположно вектору скорости вращения.

Равнодействующая R радиальной F и тангенциальной Р сил направлена по биссектрисе угла у и обеспечивает равномерную загрузку базовых направляющих 6 и 7 и их равномерный износ. Коронка прижимается к стенке скважины боковой поверхностью, заключенной между сторонами угла 7, не имеющей режущих элементов, т. е. не имеющей возможности разрушать стенку скважины и уводить скважину от заданного направления.

При появлении посторонней возмушающей силы направление равнодействующей всех поперечных сил меняется, но не выходит за пределы, ограниченные сторонами угла у, что исключает возможность прижатия матрицы ее вооруженной боковой поверхностью к стенке скважины и резко уменьшает интенсивность увода скважины от заданного направления.

Изобретение позволяет повысить эффективность бурения глубоких направленных скважин за счет уменьшения угла отклонения ствола от заданного направления.

Алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу с объемными и подрезными алмазами и наклонной наружной поверхностью, отличающаяся тем, что, с целью повышения эфективности работы коронки за счет уменьшения искривления ствола скважины, преимущественно при направленном бурении, она снабжена двумя базовыми направляющими с наружными поверхностями, совмещенными с наружной поверхностью матрицы, наклонная поверхность которой выполнена с радиальным пазом, а участок ее между базовыми направляющими с гладкой поверхностью, при этом одна из базовых направляющих расположена над пазом, а другая — установлена относительно первой с угловым смещением с возможностью стабилизации работы коронки.

1620590

Составитель А. Хромик

Редактор М. Бандура Техред А. Кравчук Корректор Н. Король

Заказ 4225 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

П 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI