буровая коронка

Формула изобретения

Буровая коронка, содержащая опережающую породоразрушающую головку, хвостовик, на котором расположено съемное кольцо, армированное твердосплавными вставками, отличающаяся тем, что опережающая породоразрушающая головка установлена с возможностью осевого перемещения относительно съемного кольца и соединена с хвостовиком посредством шлицевого соединения, при этом под торцевой частью головки в полости хвостовика размещена шаровая масса, а на шлицевом соединении установлено упругое кольцо, взаимодействующее со съемным кольцом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровому породоразрушающему инструменту для ударно-вращательного бурения крепких пород.

Известна буровая коронка, содержащая опережающее лезвие и боковые вставки, жестко закрепленные на корпусе [1].

Недостатком этой коронки является то, что в процессе бурения опережающее лезвие часто выходит из строя, что вызывает необходимость замены буровой коронки, а следовательно, остановку процесса бурения.

Известна буровая коронка, содержащая опережающую породоразрушающую головку, закрепленную посредством резьбового соединения на хвостовике, на котором расположено съемное кольцо, армированное твердосплавными вставками [2]. Эта коронка взята нами в качестве прототипа.

Недостатком данной коронки является то, что в процессе бурения происходит преждевременный выход из строя породоразрушающей головки и съемного кольца со вставками вследствие уменьшения силы прижатия съемного кольца к хвостовику коронки.

Задачей изобретения является повышение скорости бурения за счет повышения эффективности разрушения забоя скважины.

Это достигается тем, что в буровой коронке, содержащей опережающую породоразрушающую головку, хвостовик, на котором установлено съемное кольцо, армированное твердосплавными вставками, опережающая породоразрушающая головка установлена с возможностью осевого перемещения относительно съемного кольца и соединена с хвостовиком посредством шлицевого соединения, при этом под торцевой частью головки в полости хвостовика размещена шаровая масса, а на верхней поверхности шлицевого соединения установлено упругое кольцо, взаимодействующее со съемным кольцом.

На фиг.1 изображена буровая коронка, вид сбоку.

На фиг.2 изображена буровая коронка, вид сверху, при перпендикулярном расположении опережающей породоразрушающей головки к одной из вставок.

На фиг.3 - опережающая головка расположена соосно с одной из вставок съемного кольца.

Буровая коронка состоит из опережающей породоразрушающей головки 1, съемного кольца 2, армированного твердосплавными вставками 3, и хвостовика 4. При этом породоразрушающая головка 1 установлена на уступе хвостовика 4 и соединена с ним посредством шлицевого соединения 5, обеспечивающего опережающей головке возможность осевого перемещения относительно съемного кольца 2. Шлицевое соединение позволяет также задать положение опережающей головке относительно вставок съемного кольца. Для крепких горных пород опережающую головку устанавливают перпендикулярно одной из его вставок, а для слабых пород ее располагают соосно с одной из этих вставок. Съемное кольцо 2 соединено с хвостовиком 4 посредством резьбового соединения 6. В полости хвостовика под породоразрушающей головкой размещена шаровая масса, состоящая из нескольких, например, стальных шаров 7, а на шлицевом соединении 5 установлено упругое кольцо 8, взаимодействующее со съемным кольцом 2.

Буровая коронка работает следующим образом.

В процессе бурения скважины на коронку воздействуют ударная нагрузка от ударника (не показан) и крутящий момент от двигателя (который также не показан). Вращение головке 1 передается через хвостовик 4 и боковую поверхность шлицевого соединения 5, а ударное воздействие от ударника - через уступ хвостовика 4 и нижнюю поверхность шлицевого соединения. При этом ударно-вращательное воздействие на съемное кольцо 2 со вставками 3 осуществляют через хвостовик 4 и резьбовое соединение 6. На опережающую головку воздействуют одновременно ударные импульсы от ударника и шаровой массы, что увеличивает амплитуду ударного импульса опережающей головки, воздействующей на центральную часть забоя скважины. Под действием ударных импульсов, передаваемых от стальных шаров 7 на торцевую часть головки 1, головка перемещается относительно съемного кольца 2 на забой, сжимая упругое кольцо 8 при его взаимодействии со съемным кольцом. В момент отсутствия ударных импульсов упругое кольцо 8 разжимается, перемещая опережающую головку 1 в обратном направлении навстречу стальным шарам 7. Частоту ударного импульса опережающей головки 1 можно задать массой шаров 7 и величиной упругости кольца 8. В результате чего происходит интенсивное разрушение горной породы в центральной части скважины за счет увеличения количества трещин, распространяющихся также на периферийную часть забоя, что позволяет повысить скорость бурения в 1,3 раза, снижая при этом энергозатраты на бурение скважины.

Источники информации, принятые во внимание

1. К.И.Иванов и др. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1987, с.224.

2. Патент РФ №2190744 по кл. Е 21 В 10/26 от 09.01.2001 (прототип).