коронка для ударно-поворотного бурения

Формула изобретения

Коронка для ударно-поворотного бурения, содержащая корпус и рабочую поверхность с переменным радиусом закругления, отличающаяся тем, что коронка выполнена монолитной, одноштыревой, разделенной на периферии на рабочие перья в виде мальтийского креста, при этом ее рабочая поверхность выполнена в виде тела вращения относительно оси симметрии коронки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-поворотного бурения, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности.

Известна твердосплавная вставка для буровых коронок, содержащая цилиндрическую боковую поверхность, выполненную в виде тела вращения участка плоской кривой верзьеры Аньези вокруг ее оси симметрии, причем границами участка принимаются точки перегиба верзьеры [см. патент РФ 2039192, кл. МПК⁷ Е 21 В 10/16, опубл. 10.07.95]. При определенных соотношениях между диаметром штырей и их числом удается обеспечить бурение без поворота инструмента.

К недостаткам коронок с твердосплавными вставками относится возможность выпадения вставок при работе коронки из-за ненадежного их крепления, что делает неэффективным дальнейший процесс разрушения породы, а также необходимость переточки коронки при изнашивании вставок. Недостатком бурения без поворота инструмента является в 6-8 раз более низкая скорость проходки по сравнению с ударно-поворотным бурением. Низкая эффективность бурения связана с характером разрушения и образованием уплотненной, хотя и разрушенной породы и слабой интенсивностью удаления продуктов разрушения.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой коронке является буровая коронка, содержащая корпус и твердосплавную вставку с переменным радиусом закругления (см. а.с. СССР 794159, кл. МПК⁷ Е 21 В 10/46, опубл. 07.01.81).

К недостаткам коронки относится то, что твердосплавные штыри в процессе работы могут выпадать, нарушая процесс бурения, а также недостаточно полное удаление разрушенной породы с забоя скважины. Первый недостаток является следствием ненадежного разрушения твердосплавных вставок в корпусе коронки. Второй недостаток обусловлен отсутствием специальных карманов для удаления буровой мелочи.

Задачей изобретения является повышение надежности, прочности, износостойкости, коронки и снижение себестоимости ее изготовления.

Технический результат заключается повышении скорости бурения и улучшении условий очистки забоя от разрушенной породы.

Этот технический результат достигается тем, что известная коронка для ударно-поворотного бурения, содержащая корпус и рабочую поверхность с переменным радиусом закругления, согласно изобретению, выполнена монолитной одноштыревой, разделенной на периферии на рабочие перья в виде мальтийского креста, при этом ее рабочая поверхность изготовлена в виде тела вращения относительно оси симметрии коронки.

Данная конструкция позволит повысить износостойкость, прочность коронки и снизить себестоимость ее изготовления.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид коронки, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2.

Коронка для ударно-поворотного бурения состоит из корпуса 1 с рабочей поверхностью 2 и двумя боковыми промывочными отверстиями 3. Рабочая поверхность выполнена одноштыревой монолитной в виде тела вращения вокруг оси симметрии коронки. Рабочая поверхность 2 разделена на периферии на перья 4 в виде мальтийского креста и имеет карманы 5 для удаления буровой мелочи.

Устройство работает следующим образом.

При работе коронки происходит разрушение породы центральной частью коронки за счет удара. Очистка забоя от разрушенной породы производится сжатым воздухом, поступающим через промывочные отверстия 3, и карманы 5 для удаления буровой мелочи, где негабаритные куски додрабливаются рабочими перьями 4 при повороте коронки и ее повторных ударах. Выполнение рабочей поверхности 2 в виде тела вращения вокруг оси симметрии коронки обеспечивает ее равномерный износ в центральной части. Выполнение рабочей поверхности в виде мальтийского креста приводит к расширению рабочей поверхности перьев 4 на периферийных участках. Это обусловливает равномерный износ рабочих перьев коронки. Предлагаемая конструкция рабочей части коронки способствует при износе сохранению изначальной формы, так как активная часть коронки, разрушающая породу, имеет большую площадь и незначительно изнашивается, а периферийная часть имеет запас на износ. Следовательно, данная коронка обладает эффектом самозаточки. Увеличенная высота рабочих перьев h определяет их запас на износ и, следовательно, повышенный рабочий ресурс инструмента. Предлагаемая коронка имеет в целом форму породоразрушающего штыря, который допускает повышенные ударные нагрузки.

Использование одноштыревой монолитной коронки по сравнению с прототипом позволит повысить износостойкость, прочность коронок и снизить себестоимость ее изготовления, а также улучшить условия для забуривания за счет выполнения рабочей поверхности, симметричной относительно оси вращения, что обеспечивает самоцентрирование коронки.