Буровая коронка для перфораторного бурения
Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к штыревым коронкам для перфораторного (ударно-поворотного) бурения, которые используют для проведения буро-взрывных работ и обеспечивают повышение работоспособности бурового инструмента за счет снижения количества поломок твердосплавных вставок и снижение интенсивности их износа по периферии. Сущность: в буровой коронке для перфораторного бурения выполнен корпус, состоящий из головки с конической боковой поверхностью, хвостовика и цилиндро-сферических вставок, установленных под углом к оси коронки, расположенных на торце головки по его периферии. На периферийной боковой поверхности цилиндро-сферических вставок выполнен участок, являющийся продолжением упомянутой боковой конической поверхности головки, при этом радиус, проведенный из центра сферической поверхности каждой вставки к точке пересечения конической и сферической поверхностей вставки, расположенной в радиальном сечении коронки, образует с плоскостью, перпендикулярной оси коронки, угол, равный 30-45o, при этом вставки целесообразно устанавливать под углом 10-20o к оси коронки. 6 ил., 1 табл.
Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к штыревым коронкам для ударно-поворотного бурения, которые используют для проведения буро-взрывных работ.
Известна буровая коронка для ударно-поворотного бурения (авт. св. N 1355685, кл. E 21 B 10/36 от 29.12.84), выполненная в виде корпуса, состоящего из головки с конической боковой поверхностью хвостовика и цилиндро-сферических твердосплавных вставок, расположенных на торце головки таким образом, что торцы их хвостовиков размещены на поверхности полусферы, концентричной с полусферой днища посадочного отверстия корпуса, при этом толщина тела головки корпуса постоянна, что позволяет обеспечить равномерное распределение ударных контактных напряжений и, как следствие, повысить циклическую прочность коронки в целом. Известна также буровая коронка (заявка Великобритании N 1506239, кл. E 1, кл. E 21 B 9/02, опубл. 05.04.78), содержащая корпус, выполненный в виде головки c конической боковой поверхностью, хвостовика и расположенных на торце головки по концентрическим окружностям в центральной части и по периферии цилиндра сферические твердосплавные вставки, установленные под углом 35o к оси инструмента, количество которых в каждой из концентрических окружностей принимается пропорциональным объему разрушаемой породы. В процессе бурения коронками описанных выше конструкций сферические поверхности периферийных штырей будут испытывать со стороны периферийного угла шпура действие радиальных составляющих от сил взаимодействия вставок с породой в плоскости, проходящей через центры периферийных штырей и перпендикулярной оси коронки. Эти усилия вызовут растягивающие напряжения в твердом сплаве, приводящие к поломкам вставок. Кроме этого, высокие контактные напряжения, вызванные малой площадью контакта и острым углом клина, образованным полусферой штыря с цилиндрической поверхностью шпура, ведут к интенсивному износу твердосплавных вставок по периферии и к образованию обратного конуса, что в свою очередь увеличивает радиальные составляющие на штырях от сил взаимодействия. В основу изобретения поставлена задача такого усовершенствования конструкции буровой коронки, в которой за счет изменения угла наклона твердосплавных вставок к оси коронки и изменения формы их боковой периферийной поверхности обеспечивается уменьшение радиальных составляющих, действующих на вставки со стороны периферии шпура, повышение их сопротивления износу, механической скорости бурения, как следствие, повышение работоспособности бурового инструмента и эффективности бурения в целом. Поставленная задача решается тем, что в буровой коронке для ударно-поворотного бурения горных пород, выполненной в виде корпуса, состоящего из головки с конической боковой поверхностью, хвостовика и цилиндро-сферических вставок, расположенных на торце головки по его периферии под углом к оси коронки, согласно изобретению на периферийной боковой поверхности цилиндро-сферических вставок выполнен участок, являющийся продолжением упомянутой боковой конической поверхности головки, при этом радиус проведенный из центра сферической поверхности каждой вставки к точке пересечения конической и сферической поверхностей вставки, расположенной в радиальном сечении коронки, образует с плоскостью, перпендикулярной оси коронки, угол, равный 40-45o, при этом вставки целесообразно устанавливать под углом 10-20o к оси коронки. Причинно-следственная связь между отличиями и достигаемыми техническими результатами состоит в следующем. Конструктивное выполнение предлагаемой нами коронки приводит к достижению приведенных выше технических результатов благодаря тому, что образованные на периферийных боковых поверхностях цилиндро-сферических вставок, установленных под определенным углом, участки образуют линии В (фиг.6) контакта с забоем, которые расположены под плоскостью, проходящей через центры полусфер вставок, при этом во много раз увеличивается угол клина, образованного стенкой шпура и касательной к точке на штыре, определяющей диаметр шпура. Углы
Формула изобретения
Буровая коронка для перфораторного бурения, содержащая корпус, состоящий из головки с конической боковой поверхностью, хвостовика и цилиндро-сферических вставок, установленных под углом к оси коронки и расположенных на торце головки по его периферии, отличающаяся тем, что на периферийной боковой поверхности вставок, установленных под углом 10 20° к оси коронки, выполнен участок, являющийся продолжением конической боковой поверхности головки, при этом радиус, проведенный из центра сферической поверхности каждой вставки к точке пересечения конической и сферической поверхностей вставки, расположенной в радиальном сечении коронки, образует с плоскостью, перпендикулярной оси коронки, угол 30 45°.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7