Алмазная буровая коронка

НФ

Союз Советскнх

Социалистических

РеСНУблнИ

«t 719192

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дюролнительное к авт. соид-ау (22}ЗаЯвлвно 241077 (21) 2532551/22-03 Ф)

Е 21 В 10/46

С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ HоГосуаарствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 070981. Бкилетань М 33

Р ) У4К 622 24

051 42 (088 8) Дата опубликования ойисьния 07.09.81 (72) Авторы ив обретен и я

Г.В.АрЦимович, И.Н.Антипин, В.B.Èâàíîç, Е.П.Поладко и Р.:К.Богданов.

Институт физико-техничесКих проблем Севера

Якутского филиала СО AH СССР (71) 3аивитель (54) КЛИАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА

1 . Изобретение относится к области : горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту для бурЕния скзажин с отбором керна.

Известна алмазная буровая коронка, состоящая иэ кольцевого корпуса

С лриооедииительной резьбой и алмазосодержащей матрицы, разделенной промывочными каналами, расположен- . О ными"в радиальных направлениях, иа .. чеРедующиеся между собой секторы (13, В процессе бурения алмаэосодержа.щай матрица коронки разрушает. породу, образуя скважину . Шлам, образующийся под коронкой в процессе бурения, выносится из скважины потоком про-. мывочной жидкости, поступающей внутрь коронки по колонне бурильных труб и в затрубное пространство скважины, по промывочйым каналам B матрице коронки.

Недостаток указанной алмазной буРовой коронки заключается в том, что в процессе бурения..еекторы мат-.. рицы коронки изнашиваются, изменяя контактную площадь их поверхности с забоем скважины, а такжЕ диаметральные размеры, что обуславливает снижение механической скорости буре-. ,ния и стойкости «ороики.

НаиСолее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является алмазная буровая коронка, состоящая иэ ксльцево о корпуса с присоединительной резьбой и алмазосодержащей матрицы, разделенной промывочными каналами, расположеннымн в радиальных направлениях, на чередующиеся между собой секторы с подрезными элементами в их основании с наружной и внутренней их сторон (2).

Подрезные элементы обеспечивают эациту матрицы буровой коронки от их износа по наружному и внутреннему диаметрам коронки.

Однако в процессе бурения матрица этой коронки иэ-за недостаточной возможности теплоотвода нагревается до больших значений температур, что обусловливает ее малую стойкость и,— следовательно, малую механическую скорость бурения.

Мелью изобретения является увеличение стойкости коронки и механической скорости бурения. укаэанная цель достигается тем, что секторы матрицы в поперечном

-сечении имеют вид прямоугольной .трапеции с острым углом при большем ос719192 новании,. причем в каждом последующем секторе остроугольная часть распэложена со стороны, противоположной остроугольной части предыдущего сектора.

При этом ширина меньшего основания секторов матрицы в пойеречном сечении меньше половины большего их основания,а подрезные элементы в основании остроугольной части секторов матрицЫ выполнены из материала, из носостойкость которого выше износостойкости материала подрезчых элемен.. тов в основании их прямоугольных частей, На фиг.1 иэображен общий вид алмазной буровой коронки в аксонометрической проекции;.на фиг. 2,3 . и 4 15 изображены формы поперечных сечений матрицы алмазной буровой коронки на первоначальном (7 этап) и последую«щих (11и И этапы) этапах бурения.

Апмазная буровая коронка состоит 26 из кольцевого корпуса 1 с присоединйтельной резьбой 2 и алмазосодержащей матрицы 3, разделенной промы вочными каналами 4 на секторы 5,имеющие в поперечном сечении вид прямоугольной трапеции с верхним основанием@,,по длине меньшим половины длины ее нюкнего основания R .

В основании транецеидальных частей секторов 5 матрицы 3 коронки установлены цодрезные элементы б и

7. Причем подрезные элементы 6 вы— полнены из более износостойкого материала, чем элементы 7. Иа первоначальном этапе бурения через секторы 5 матрицы 3 алмазной буровой коронки, контактирующие с по- . родой, осевая нагрузка от Gypoaaro станка по. колонне бурильных труб и по колонковой трубе, соединенной с помощью резьбы 2 с корпусом 1 корон 40 . ки, передается на забой скважины.

За счет того, что секторы 5 на первоначальном этапе (1 этап) бурения

Имеют в поперечном сечении трапеце идальную форму (фиг.2) и расположены,ц на корпусе коронки так, как это показано на Фиг.1 и 2, то начальная контактная поверхность сектора 5 матрицы 3 составляет меньшую суммарную контактную йлощадь с забоем скважины по сравнению с известными конструкциями алмазных буровых коронок при одинаковйх осевых нагрузках на забой скважины, а удельная осевая нагрузка на породу со стороны матрицы 3 коронки, соответственно увеличи- 5

Б вается; Наклонные поверхности секторов 5 матрицы 3 на начальном этапе бурения йе контактируют с забоем скважины, что обеспечивает дополнительный тепло-50 . отвод., улучшение смачивания породы на забое скважины и очистку забоя от интима разбуреняой породй с помощью промывочной жидкости, выходящей в

aaтрубное пространство скважинй по промывочным каналам 4 матрицы 3, как результат - увеличение механической

".корости бурения.

Наличие V -образной рассечки по периметру торцовой части матрицы 3 (фиг.2) коронки обеспечивает стабилизацию коронки на забое скважины в процессе бурения.

На первоначальном этапе бурения происходит износ секторов 5 матрицы

3 по их наружной и внутренней поверхностям.

По завершении первоначального этапа (1 этап) бурения матрица 3 алмазной буровой. корОнки приобретаЕт в диаметральном сечении коронки форму клина (Фиг.3).

С окончанием первоначального этапа и с преобретейием профилем матрицы формы <лина наклонные поверхности секторов 5 коронки завершают выполнение функции по теплоотводу и начина -. ют выступать в роли дополнительных. рабочих поверхностей, обеспечивающих сохранность клиновидного профиля

MB.три цы 3 .

При клиновидном профиле матрицы 3 алмазной импрегйированиой буровой коронки осуществляется высокоэф-фективная многоступенчатая схема разрушения породы. При этом размеры ступеней матрицы 3 коронки близки к размерам алмазного зерна.

И этан отработки алмазной буровой коронки в процессе бурения завершается, когда профиль, торца матрицы 3 прйнюлает овальчую форму. При этом происходит постепенное уменьшение механической скорости бурения.

На заключительном этапе ОЛ этап) бурения работа алмазной буровой коронки аналогична работе известных конструкций алмазных буровых коронок.

По удельйаму расходу алмазов нас- . тоящая алмазная бу(свая коронка соогветствует серийным алмазным буровым коронкам, а благодаря конструкции секторов"матрицы и изйевению в процессе бурения профиля матрицы (фиг.2,3 и 4) достигается увеличение стойкости алмазной буровой коронки на 74Ъ и механической скорости бурения на 78% . по сравнению с известными конструкциями алмазных буровых коронок.

Формула изобретения

1. Алмазная буровая коронка, состоящая из кольцевого корпуса с присоедийительной резьбой и алмазосодержащей матриц, разделенной промывочными каналами, расположенными в радиальных направлениях, на чередующиеся между собой секторй с подреэными элемента- . ми в .их основаниях с. наружной и внут.ренней йх стороны; о т л и ч а ю щ а. я с я тем, что. с целью-увеличение

719192

- 1зтаа

Г этап

Ыэтап

Фиг.5

Составитель Б.Чайков

Редактор A.Õàðèòîíîâà Техред M. Рейвес Корректор М.Дем..ик

;Заказ. 6727/62 . Тираж 627 .. Подписное

: ВЙиипЙ государственного комйтета СССР.по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ФВ ° В ВФФНФЮ4ЮИФ ф Ю4 ФВЮЮЮЮЮ 4ВЮ

Филиал ППП Патент., г. Ужгород, ул..Проектная, 4 стойкости коронки и механической ,скорости бурения, секторы матрицы в поперечном сечении имеют вид прямоугольной трапеции с острым углом при большем основании, прнчем в каждом последующем секторе остроугольная часть расположена со стороны, противоположной остроугольной части предыдущего сектора.

2. Коронка по п.1, о т л и и а ющ а я с я тем, что ширина меньшего основания i поперечном сечении секторов матрицы меньше половины большего основания.

3. Коронка по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что подреэные элемен -" ты в основании остроугольной части секторов матрицы выполнены из материала, износостойкость которого выше износостойкости матерйала одрезных элементов в .основании их прямоугольных частей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Алмазные импрегнированные icoронни для бурейия скважин с применением одинарных эжекторных снарядов

ОЭИ, информационный листок ОЦ НТИ, М., ВИЭМС, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 473801, кл. Е 21 В 9/Зб, 1973 (прототип).