алмазная буровая коронка
Классы МПК: | E21B10/48 колонковые |
Автор(ы): | Кичигин Александр Петрович (RU), Крониковский Фёдор Владимирович (RU), Думкин Лев Николаевич (RU), Панин Николай Митрофанович (RU), Будюков Юрий Евдокимович (RU), Кузьмичев Станислав Сергеевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Кичигин Александр Петрович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-03-31 публикация патента:
20.01.2012 |
Изобретение относится к области бурения скважин с отбором керна с применением породоразрушающего инструмента, в частности к буровым коронкам с алмазным вооружением. Устройство включает корпус и матрицу, разделенную промывочными пазами переменного сечения на армированные алмазными элементами рабочие секторы. Коронка выполнена с дополнительными радиальными промывочными пазами, имеющими большую высоту, чем пазы переменного сечения, и расположенными между промывочными пазами переменного сечения и набегающей гранью смежных секторов. Выходная часть дополнительных промывочных пазов смещена относительно выходной части основных промывочных пазов в сторону, противоположную от забоя. Повышается эффективность работы коронки, уменьшается энергоемкость процесса разрушения породы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
![алмазная буровая коронка, патент № 2440480](/images/patents/18/2440480/2440480.jpg)
![алмазная буровая коронка, патент № 2440480](/images/patents/18/2440480/2440480-2.jpg)
![алмазная буровая коронка, патент № 2440480](/images/patents/18/2440480/2440480-3.jpg)
Формула изобретения
1. Алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу, рабочий торец которой разделен на секторы промывочными пазами переменного сечения, отличающаяся тем, что она выполнена с дополнительными радиальными промывочными пазами, имеющими большую высоту, чем пазы переменного сечения, и расположенными между промывочными пазами переменного сечения и набегающей гранью смежных секторов.
2. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что выходная часть дополнительных промывочных пазов смещена относительно выходной части промывочных пазов с переменным сечением в сторону, противоположную от забоя.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна.
Известна алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу, разделенную промывочными пазами на отдельные секторы, армированные алмазами (см. авт. св. СССР № 308181, кл. Е21В 10/48, 1970 г).
Недостатком этой коронки является малая механическая скорость бурения, обусловленная большой площадью поверхности алмазосодержащей матрицы, что приводит к значительному увеличению объема разрушенной породы. Другим недостатком данной коронки является необходимость создания высоких осевых нагрузок на коронку, что ведет к ускоренному износу бурильной колонны и увеличению числа ее обрывов.
Известна также алмазная буровая коронка, включающая кольцевой корпус, матрицу, разделенную промывочными пазами на алмазосодержащие секторы и дополнительные промывочные каналы, направленные перпендикулярно плоскости забоя (см. Марамзин А.В и др. Алмазное бурение на твердые полезные ископаемые. Л.: Недра, 1078 г., стр. 49-50).
К недостаткам данной коронки следует отнести малую эффективность, что связано с повторным измельчением разрушенной породы из-за прижатия ее к забою промывочной жидкостью, подаваемой через дополнительные каналы.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу, рабочий торец которой разделен на секторы промывочными пазами переменного сечения (см. авт. св. СССР № 981564, кл. Е21В 10/48, 1982 г., фиг.3).
Данная коронка позволяет использовать эффект кавитационного воздействия на забой и за счет этого значительно повысить механическую скорость бурения. К недостаткам ее следует отнести то, что кавитационные пузырьки, образующиеся при прохождении промывочной жидкости через радиальные пазы, ведут к эрозионному износу боковых стенок секторов матрицы. Это в свою очередь ведет к разрушению матрицы и снижению эффективности работы коронки.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем предохранения матрицы от разрушения кавитационными пузырьками.
Указанный технический результат достигается тем, что алмазная буровая коронка, включающая корпус и матрицу, рабочий торец которой разделен на секторы промывочными пазами переменного сечения, согласно изобретению выполнена с дополнительными радиальными промывочными пазами, имеющими бóльшую высоту, чем пазы переменного сечения и расположенными между промывочными пазами переменного сечения и набегающей гранью смежных секторов, при этом выходная часть дополнительных промывочных пазов смещена относительно выходной части промывочных пазов с переменным сечением в сторону, противоположную от забоя.
Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид коронки; на фиг.2 - вид со стороны рабочего торца; на фиг.3 - развертка сектора.
Предложенная алмазная буровая коронка содержит цилиндрический корпус 1 с присоединительной резьбой (не показана) и матрицу 2, разделенную промывочными пазами 5 на секторы 3, рабочая часть 4 которых армирована режущими элементами, преимущественно естественными или искусственными алмазами. Промывочные пазы 5 выполнены с переменным сечением и расположены в сбегающей части секторов 3. Между промывочными пазами переменного сечения 5 и набегающей гранью смежных секторов 3 выполнены дополнительные радиальные промывочные пазы 6, имеющие большую высоту по сравнению с пазами 5 переменного сечения. При этом выходная часть 7 дополнительных промывочных пазов 6 на наружной поверхности корпуса 1 смещена относительно выходных частей 8 промывочных пазов переменного сечения 5 в сторону, противоположную от забоя. Это позволяет оптимизировать процесс отвода шлама в затрубное пространство благодаря удалению мелкой фракции шлама через дополнительные пазы 6, а более крупные фракции - через основные промывочные пазы 5.
Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента режущие элементы секторов 3 внедряются в породу и производят ее разрушение. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой через бурильную колонну и корпус 1 коронки. При прокачке промывочной жидкости через пазы 5 переменного сечения возникает устойчивый процесс кавитации. Зона кавитации создается вблизи перехода горизонтального участка дна паза 5 в наклонный участок на наружной поверхности матрицы 2. Учитывая, что кавитационный процесс протекает в непосредственной близости от забоя, кавитационные пузырьки при их схлопывании подвергают забой интенсивному разрыхлению и разрушению за счет непрерывного термического и барометрического воздействия. Разрушенная порода после выхода из пазов 5 подхватывается жидкостью, выходящей из дополнительных пазов 6 и направляется в затрубное пространство. При этом благодаря отделению кавитационных пазов 5 от смежных секторов 3 дополнительными промывочными пазами 6 исключается воздействие кавитационных пузырьков на набегающую рабочую часть 4 смежного сектора 3, расположенного по ходу вращения сзади пазов 5.
Таким образом, благодаря кавитационному воздействию на забой значительно снижается энергоемкость процесса разрушения породы и повышается механическая скорость бурения, а благодаря устранению отрицательного воздействия явлений кавитации на рабочую часть матрицы повышается и стойкость коронки, а следовательно, и проходка.
буровая коронка - патент 2522685 (20.07.2014) | ![]() |
многоярусная буровая коронка - патент 2515361 (10.05.2014) | ![]() |
многоярусная буровая коронка - патент 2515358 (10.05.2014) | ![]() |
многоярусная буровая коронка - патент 2515354 (10.05.2014) | ![]() |
алмазная буровая коронка - патент 2513822 (20.04.2014) | |
алмазная буровая коронка - патент 2513819 (20.04.2014) | |
импрегнированная алмазная буровая коронка - патент 2513049 (20.04.2014) | |
алмазная буровая коронка - патент 2510450 (27.03.2014) | |
алмазная буровая коронка - патент 2496964 (27.10.2013) | |
алмазная ступенчатая буровая коронка - патент 2493351 (20.09.2013) | ![]() |