буровая коронка

Формула изобретения

1. Буровая коронка, содержащая корпус, рабочий торец которого армирован износостойкими радиально расположенными вставками с цилиндрическим основанием и трехгранным призматическим лезвием, ориентированным параллельно оси цилиндрического основания и имеющим ширину меньше диаметра основания, при этом износостойкие вставки размещены в радиальных пазах конгруэнтной формы на торце корпуса, отличающаяся тем, что износостойкие вставки в плане выполнены Т-образной формы, причем поперечная часть вставки расположена со стороны периферии и оснащена со стороны наружной поверхности выступами, при этом нижний торец поперечной части каждой вставки смещен по высоте относительно рабочей кромки лезвия в сторону, противоположную забою скважины.

2. Породоразрушающая вставка по п.1, отличающаяся тем, что призматическое лезвие оснащено конусообразным участком, соединяющим поперечную и продольную части вставки.

3. Породоразрушающая вставка по п.1, отличающаяся тем, что выступы в поперечном сечении имеют клиновидную, или трапецеидальную, или прямоугольную, или полусферическую форму.

4. Породоразрушающая вставка по п.1, отличающаяся тем, что выступы на поперечной части вставки расположены параллельно оси корпуса коронки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения, а именно к породоразрушающему инструменту для ударно-вращательного бурения.

Известна буровая коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с пазами на рабочем торце, в которых закреплены породоразрушающие вставки из износостойкого материала (см. авт. св. СССР № 1606677 A1, кл. E21B 10/36, 1990 г.)

Недостатком данной коронки является малая эффективность в работе, связанная с быстрой «потерей» диаметра, что ведет к законушению коронки и резкому снижению скорости бурения. Другим недостатком коронки следует признать малую надежность крепления вставок, что особенно значительно сказывается при бурении ударно-вращательным способом из-за постоянных динамических нагрузок на вставки, а следовательно, и на соединительные сварные или паяные швы.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус, рабочий торец которого армирован износостойкими радиально расположенными вставками с цилиндрическим основанием и трехгранным призматическим лезвием, ориентированным параллельно оси цилиндрического основания и имеющим ширину меньше диаметра основания, при этом износостойкие вставки размещены в радиальных пазах конгруэнтной формы на торце корпуса (см. авт. св. СССР № 320611 A1, кл. E21B 10/16, 1972 г.)

В этой коронке решен вопрос о надежности крепления вставок. К недостаткам ее следует отнести малую эффективность при использовании ее для разрушения твердых и трещиноватых пород. При бурении по твердым породам это связано с опережающим износом периферийной части вставок, работающих в гораздо более тяжелых условиях, чем остальная часть вставок, имеющих одинаковое вооружение с вооружением периферийной части. При бурении по трещиноватым породам это связано с возможностью заклинивания и разрушения износостойких вставок в случае попадания рабочих кромок их лезвий в трещины.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем обеспечения более равномерной загрузки рабочей части вставок по всей их длине и исключения скола рабочих кромок лезвий.

Поставленный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус, рабочий торец которого армирован износостойкими радиально расположенными вставками с цилиндрическим основанием и трехгранным призматическим лезвием, ориентированным параллельно оси цилиндрического основания и имеющим ширину меньше диаметра основания, при этом износостойкие вставки размещены в радиальных пазах конгруэнтной формы на торце корпуса, согласно изобретению износостойкие вставки в плане выполнены Т-образной формы, причем поперечная часть вставки расположена со стороны периферии и оснащена со стороны наружной поверхности выступами, при этом нижний торец поперечной части каждой вставки смещен по высоте относительно рабочей кромки лезвия в сторону, противоположную забою скважины.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- призматическое лезвие оснащено конусообразным участком, соединяющим поперечную и продольную части вставки;

- выступы вставки в поперечном сечении имеют клиновидную, или трапецеидальную, или прямоугольную, или полусферическую форму;

- выступы на поперечной части вставки расположены параллельно оси корпуса коронки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид коронки, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

Буровая коронка содержит корпус 1, рабочий торец которого армирован износостойкими радиально расположенными вставками 2 с цилиндрическим основанием 3 и трехгранным призматическим лезвием 4. Лезвия 4 вставок 2 ориентированы параллельно оси цилиндрического основания 3 и имеют ширину меньше диаметра основания. Основания 3 вставок 2 размещены в радиальных пазах 5 конгруэнтной формы, выполненных на торце корпуса 1. При этом износостойкие вставки 2 в плане выполнены Т-образной формы, причем поперечная часть 9 вставки 2 расположена со стороны периферии. Наружная поверхность поперечной части 9 вставки 3 оснащена выступами 6, при этом нижний торец 7 поперечной части каждой вставки 2 смещен по высоте на величину h относительно рабочей кромки лезвия 4 в сторону, противоположную забою скважины. Поперечная часть 9 вставки 2 соединена с ее продольной частью конусообразным участком 8, при этом выступы 6 вставки 2 в поперечном сечении имеют клиновидную, или трапецеидальную, или прямоугольную, или полусферическую форму. С целью снижения потерь ударной энергии на коронку выступы 6 на поперечной части 9 вставки 2 расположены параллельно оси корпуса 1 коронки. Форма выполнения поперечного сечения выступов 6 выбирается в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород. При бурении по абразивным и твердым породам предпочтительно использовать выступы 6 прямоугольной и трапецеидальной формы, а при бурении по более мягким породам - использовать выступы клиновидную и сферическую формы.

Оснащение коронки вставками 2 с цилиндрическим основанием 3 обеспечивает равномерное распределение нагрузки на всю контактную поверхность при одновременном снижении удельных нагрузок. Благодаря выполнению основания 3 с диаметром, превышающим ширину лезвия 4, образуется замковое соединение с корпусом 1 коронки и тем самым обеспечивается высокая надежность крепления вставок 2 в пазах корпуса 1. Оснащение вставки 2 поперечной частью 9 позволяет усилить лезвие 2 вставки со стороны периферийного торца. Именно на этот торец лезвия 2 приходится основная нагрузка, т.к. она участвует как в разрушении забоя скважины, так и в калибровке ее стенок. Это позволяет уравновесить нагрузки, действующие на вставку 2. Этому способствует и наличие выступов 4 на торцевой части вставки, которые позволяют также и увеличить калибрующую способность вставок 6, а наличие пазов 10 между ними улучшает очистку забоя скважины от шлама и охлаждение рабочих элементов коронки. Для повышения прочности и предохранения поперечной части 9 от скола каждая вставка 2 выполнена с конусообразным участком 8, воспринимающим радиально направленные нагрузки на поперечную часть 9 вставки 2

Применение предложенной коронки позволит значительно увеличить ресурс ее работы и тем самым снизить затраты на проведение буровых работ.