Буровая коронка

 

Изобретение относится к бурению скважин . Цель изобретения - повышение эффективности работы коронки путем увеличения плоскостей резания и более лучшей очистки забоя от шлама. Для этого породоразрушающие элементы 5 расположены на одной из диагоналей 6 по касательной к окружности, проходящей через точку пересечения диагоналей 6 параллелепипеда. Режущая кромка 8 одного из двух элементов 5, размещенных на одной окружности в смежных секторах, направлена в сторону наружной поверхности коронки, другого - в сторону центра коронки. Ширина С ступени сектора и длина В режущей кромки элемента 5, расположенного на этой ступени, связаны следующим соотношением: С 1,5В-(0.2...1,5) мм, где 0,2... 1,5 - величина бокового вылета элементов 5 из ступени, мм. В силу специфичности расположения элементов 5 они могут самонастраиваться на оптимальный режим резания в зависимости от твердости разбуриваемых пород по интервалу скважины . 4 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 В 10/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4391864/03 (22) 24.12.87 (46) 07,04.91, Бюл. М 13 (71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья (72) И,М.Городецкий, И.А.Будуров, В,А,Ходорев, Ю,С,Галкин и Г.M.Голубев (53) 622.24.051.56 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1120736, кл. Е 21 В 10/02, 1983. (54) БУРОВАЯ КОРОНКА (57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель изобретения — повышение эффективности работы коронки путем увеличения плоскостей резания и более лучшей очистки забоя от шлама. Для этого породоразрушающие элементы 5 расположены на одной иэ

„„Я „„1640333 А1 диагоналей 6 по касательной к окружности, проходящей через точку пересечения диагоналей 6 параллелепипеда. Режущая кромка

8 одного из двух элементов 5, размещенных на одной окружности в смежных секторах, направлена в сторону наружной поверхности коронки, другого — в сторону центра коронки, Ширина С ступени сектора и длина

В режущей кромки элемента 5, расположенного на этой ступени, связаны следующим соотношением: С =1,5В-(0,2...1,5) мм, где

0,2...1,5 — величина бокового вылета элементов 5 из ступени, мм. В силу специфичности расположения элементов 5 они могут самонастраиваться на оптимальный режим резания в зависимости от твердости разбуриваемых пород по интервалу скважины, 4 ил.

1640333

Изобретение относится к бурению, а именно к коронкам для бурения скважин с гидротранспортом керна, Целью изобретения является повышение эффективности работы коронки путем увеличения плоскостей резания и более лучшей очистки забоя от шлама.

На фиг.1 показана буровая коронка; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг,3 — узел I на фиг.2; на фиг.4 — рас етная схема, Буровая коронка содержит корпус,1 с рабочим торцом 2. На нем закреплены рабочие ступенчатые секторы 3 с возможностью образования концентрических окружностей. Между боковыми поверхностями секторов 3 расположены шламоотводящие каналы 4. На секторах 3 расположены зубчатые породоразрушающие элементы 5 в виде прямоугольных усеченных параллелепипедов, Одна из диагоналей 6 породоразрушающего элемента 5 расположена по касательной к окружности, проходящей через точку 7 пересечения диагоналей параллелепипеда, а режущая кромка 8 одного из двух породораэрушающих элементов 5, размещенных на одной окружности в смежных секторах, направлена в сторону наружной поверхности коронки, а другого — в сторону центра коронки, Ширина С ступени сектора 3 и длина В режущей кромки 8 связаны соотношением; С=1,5В -(0,2...1,5), мм, где 0,2.„1,5— величина бокового вылета породоразрушающих элементов из ступени, мм.

Рассматривая схему расположения двух совмещенных элементов 5, можно сделать вывод, что основание Е равнобедренного треугольника, длина каждой из боковых сторон которого равна длине В, режущей кромки 8 породоразрушающего элемента 5 соответствует ширине кольцевого забоя, разрушаемой элементами 5, расположенными на одной концентрической окружности. Значение Е может быть определено из подобия геометрических фигур

Ao1 Ao oDt дon1

Откуда

2 Р 2А01 АО

ooi

2А01 AD

Й о г+ An

Поскольку для обеспечения нормального процесса бурения Е должно быть больше

С на величину t, равной боковому выпуску резцов из тела ступенек, принимаемой в со5

55 ответствии со сложившейся практикой, то можно записать, что ширина ступенек связана с Е следующим соотношением:

С=Е -с, где Š— длина основания равнобедренного треугольника, в котором каждая из боковых сторон равна длине В лезвия породоразрушающего элемента;

1 = 0,2...1,5 — величина бокового выпуска элементов из концентрических ступенек, мм.

Коронка работает следующим образом.

Под действием осевого усилия и крутящего момента породоразрушающие элементы 5 производят разрушение породы забоя, которая с потоком очистного агента по шламовыводящим каналам 4 поступает в центральное отверстие коронки, а затем — в полость внутренних труб двойной колонны.

При этом благодаря попеременному совмещению диагоналей поперечного сечения элементов с касательной концентрической окружности, которое создает попеременный поворот режущих кромок 8 относительно направления вращения, обеспечивается интенсификация принудительного удаления шлама в противоположные стороны, снижая тем самым возможность его повторного переизмельчения резцами, расположенными на одной концентрической окружности, что, в конечном итоге, повышает эффективность процесса разрушения забоя и снижает торцовый износ резцов.

Кроме того, такая установка породоразрушающих элементов, при которой плоскости наибольшей жесткости совпадают с диагональю, совмещенной с касательными к концентрическим окружностям, повышает их стойкость к ударным нагрузкам и, как следствие, возрастает ресурс коронки при бурении даже в трещиноватых и резко перемежающихся по твердости породах.

Поскольку концы режущих кромок 8элементов 5 при каждом повороте диагоналей совпадают в одной точке на касательной к концентрической окружности, то всегда обеспечивается полное перекрытие ими по ширине Е в каждой плоскости ступенчатого разрушения забоя.

В силу специфичности расположения породоразрушающих элементов они могут самонастраиваться на оптимальный режим резания в зависимости от твердости разбуриваемых пород по интервалу скважины.

Ширина срезаемого слоя породы каждым из элементов 5, расположенных на одной концентрической окружности, имеет максимальное значение, равное Е, при бурении в мягких породах и минимальное, приближа1640333

Е ясь к —, при бурении в твердых породах. Во втором случае за счет уменьшения ширины 5 среза автоматически повышается удельная нагрузка на режущую кромку 8 элемента 5 с одновременным двукратным увеличением плоскостей резания на ширине Е,что является наиболее эффективным при бурении в 10 твердых породах.

Исходя из расположения породоразрушающих элементов, ширина С кольцевого выступа задается изначально с учетом поперечных размеров по выражению (1), 15

Формула изобретения

Буровая коронка, содержащая корпус с рабочим торцом, рабочие ступенчатые сектора, закрепленные на рабочем торце корпуса с возможностью образования 20 ступенями концентрических окружностей, шламоотводящие каналы, расположенные между боковыми поверхностями секторов, и зубчатые породоразрушающие элементы

25 в виде прямоугольных усеченных параллелепипедов, расположенных на рабочих секторах, о т л-и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы коронки путем увеличения плоскостей резания и более лучшей очистки забоя от шлама, породоразрушающие элементы расположены одной из диагоналей по касательной к окружности, проходящей через точку пересечения диагоналей параллелепипеда, а режущей кромкой одного из двух породоразрушающих элементов, размещенных на одной окружности в смежных секторах, на направленной в сторону наружной поверхности коронки, а другого - в сторону центра коронки, причем ширина С ступени сектора и длина В режущей кромки породоразрушающего элемента, расположенного на этой ступени, связаны следующим соотношением: С=1,5В- (0,2...1,5), мм, где 0,2...1,5— величина бокового вылета породоразрушающих элементов из ступени, мм.

1640333

Составитель А.Скалунов

Редактор Н.Рогулич Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

Заказ 1005 Тираж 376 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101