RU157795U1 - Универсальная буровая коронка - Google Patents

Abstract

1. Универсальная буровая коронка, содержащая короночное кольцо с присоединительной резьбой и торцевой частью с торцевой, наружной и внутренней поверхностями, промывочные пазы, разделяющие торцевую часть на секторы, армированные скважинообразующими и кернообразующими вставками, соответственно, расположенными по внутреннему и внешнему радиусам торцевой части, размещенными при последовательном чередовании на отдельных секторах и расположенными вертикально, промывочные канавки, расположенные между скважинообразующими и кернообразующими вставками, отличающаяся тем, что торцевая поверхность торцевой части имеет ступенчатую форму, образованную промывочными пазами, наружная поверхность торцевой части выполнена ребристой, образованная выступами секторов, внутренняя поверхность торцевой части выполнена гладкой, в качестве скважинообразующих и кернообразующих вставок использованы резцы из твердого сплава восьмигранной формы, имеющие одинаковый угол заточки и расположенные таким образом, что вершины граней скважинообразующих резцов выступают за внешний край наружной поверхности и вершины граней кернообразующих резцов выступают за внешний край внутренней поверхности на величину «а» равного размера, промывочные канавки имеют форму трапеции, выполнены наклонными от большего основания трапеции к меньшему ее основанию с углом наклона, являющимся продолжением угла заточки скважинообразующих и кернообразующих резцов, и на наружной поверхности торцевой части на каждом из секторов установлены калибрующие резцы из твердого сплава восьмигранной формы, сопряженные с промывочными пазами и расположенные

Description

Полезная модель относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам, предназначенным для колонкового бурения геологоразведочных скважин в абразивных породах VII-IX категории по буримости.

Известна импрегнированная алмазная буровая коронка, содержащая кольцевой корпус и алмазоносный рабочий слой, разделенный промывочными пазами на сегменты, образованные параллельными и образующими рабочую поверхность наклонными относительно оси коронки поверхностями, и снабженные с наружной и внутренней стороны износостойкими элементами, наклонные поверхности пересекаются с рабочей поверхностью сегментов с образованием на ней кольцевой площадки первоначального контакта коронки с забоем, а износостойкие элементы выполнены прямоугольной формы и расположены длинной стороной вдоль окружной поверхности сегмента, RU №2513049 C1, E21B 10/48, 20.04.2014.

Известна буровая коронка, содержащая корпус с закрепленной на торце алмазосодержащей матрицей, разделенной промывочными пазами на рабочие секторы, RU №2513882 C1, E21B 10/48, 20.04.2014; RU №2513819 C1, E21B 10/48, 20.04.2014; RU №2510450 C1, E21B 10/48, 27.03.2014; RU №2496964 C1, E21B 10/48, 27.10.2013; RU №2473774 C1, E21B 10/48, 27.01.2013; RU №2473773 C1, E21B 10/48, 27.01.2013; RU №2471957 C1, E21B 10/48, 10.01.2013; RU №2468178 C1, E21B 10/48, 27.11.2012; RU №2445438 C2, E21B 10/48, 20.03.2012; RU №2440480 C1, E21B 10/48, 20.01.2012; RU №2430233 C1, E21B 10/48, 27.09.2011; RU №2418938 C2, E21B 10/48, 20.05.2011; RU №2394147 C1, E21B 10/48, 10.07.2010; RU №2373371 C2, E21B 10/48, 20.11.2009; RU №2373370 C2, E21B 10/48, 20.11.2009; RU №2367764 C1, E21B 10/48, 20.09.2009; RU №2332556 C1, E21B 10/48, 27.08.2008; RU №2303119 C1, E21B 10/48, 20.07.2007; RU №2298079 C1, E21B 10/48, 27.04.2007; RU №2298078 C1, E21B 10/48, 27.04.2007; RU №2298077 C1, E21B 10/48, 27.04.2007; RU №2287658 C1, E21B 10/48, 20.11.2006; RU №2230174 C2, E21B 10/48, 10.06.2004; RU №148333 U1, E21B 10/48, 10.12.2014; RU №42851 U1, E21B 10/48, 20.12.2004.

Известна алмазная буровая коронка, включающая корпус и закрепленную на нем алмазосодержащую матрицу, разделенную на скважинообразующие и кернообуривающие сектора, смещенные по радиусу и по высоте и расположенные в шахматном порядке с образованием гидравлических камер, сопряженных с промывочными пазами, при этом кернообуривающие сектора выполнены опережающими по высоте по отношению к скважинообразующим и отделены друг от друга промывочными пазами с разновысотными боковыми стенками, а гидравлические камеры сопряжены с близлежащими по окружности промывочными пазами и имеют с ними сквозное сообщение, RU №2203381 C2, E21B 10/48, 27.04.2003.

Известные коронки с алмазосодержащей матрицей отличаются свойствами материала матрицы и величиной зернистости алмазов, а также количеством слоев: однослойные с расположением слоев по определенной схеме и импрегнированные с алмазами мелких фракций, распределенными по всему объему, и имеют индивидуальное использование.

Известна кольцевая буровая коронка, содержащая корпус с присоединительной резьбой, разделенная промывочными каналами на секторы, которые снабжены резцами, армированными твердосплавными пластинами, RU №2506399 C1, E21B 10/02, 10.02.2014; RU №2443847 C1, E21B 10/02, 27.02.2012; RU №2422613 C1, E21B 10/48, 27.06.2011; RU №2359103 C1, E21B 10/48, 20.06.2009; RU №2359101 C1, E21B 10/02, 20.06.2009; RU №2353748 C1, E21B 10/02, 27.04.2009; RU №2082867 C1, E21B 10/02, 27.06.1997; RU №47042 U1, E21B 10/02, 10.08.2005; RU №40076 U1, E21B 10/02, 27.08.2004; RU №35123 U1, E21B 10/48, 27.12.2003.

Известна буровая коронка, содержащая корпус с промывочными каналами и выступами на рабочем торце, кернообразующие и центральные твердосплавные резцы, образующие при бурении кольцевой забой ступенчатой формы, при этом кернообразующие резцы выполнены в виде цельных пластин шириной больше толщины корпуса коронки на величину необходимых кольцевых зазоров и являются опорой для примыкающих к ним вплотную с набегающей стороны врубовых центральных п-гранных резцов, имеющих существенно меньшее поперечное сечение и выступающих над лезвием пластинчатых резцов, RU №16175 U1, E21B 10/02, 10.12.2000.

Известна буровая коронка, содержащая короночное кольцо, торец которого разделен промывочными пазами на секторы, армированные скважинообразующими и кернообразующими резцами, RU №2489563 C1, E21B 10/02, 10.08.2013; RU №2487227 C1, E21B 10/02, 10.07.2013; RU №2462578 C1, E21B 10/02, E21B 10/48, 27.09.2012; RU №2348789 C1, E21B 10/02, 10.03.2009; RU №2347057 C1, E21B 10/02, 20.02.2009; RU №2332555 C1, E21B 10/48, 27.08.2008; RU №2320845 C1, E21B 10/02, 27.03.2008.

Известны коронки СМ и СА, прикручиваемые к колонковой трубе, представляющие собой полый цилиндр, с одной стороны которого нарезана ленточная резьба, с дрогой припаян пальчиковый твердый сплав, snab-.; ; .

Известна коронка твердосплавная самозатачивающаяся СТ2, изготовленная в соответствии с ГОСТ 11108-70, армированная восьмигранными резцами Г5303, используемая для колонкового бурения горных пород 5-6 категории по буримости, и состоящая из корпуса со шламовыми и промывочными пазами и впаянных основных и дополнительных резцов из твердого сплава ВК8 В ГОСТ 3882-67, tiu.ru/Tverdosplavnye-koronki.html.

Известные коронки предназначены для бурения скважин с отбором керна и имеют узкую направленность по использованию в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых горных пород.

Известна буровая коронка, содержащая короночное кольцо с присоединительной резьбой и торцевой частью с торцевой, наружной и внутренней поверхностями, промывочные пазы, образующие при разделении торцевой части секторы, армированные скважинообразующими и кернообразующими вставками, соответственно, расположенными по внутреннему и внешнему радиусам торцевой части и размещенными при последовательном чередовании на отдельных секторах и расположенные вертикально, промывочные канавки, расположенные между скважинообразующими и кернообразующими вставками, RU №2492308 C1, E21B 10/48, 10.09.2013.

Данное техническое решение принято за ближайший аналог настоящей полезной модели.

В буровой коронке ближайшего аналога секторы армированы скважинообразующими и кернообразующими вставками с лезвиями, имеющими в плане пилообразную форму с не менее чем двумя выступами, что способствует повышению эффективности работы коронки, но сужает эксплуатационные возможности и снижает ее прочностные характеристики.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей расширить и повысить эксплуатационные возможности, снизить энергоемкость процесса бурения и увеличить прочностные характеристики коронки.

Технический результат настоящей полезной модели заключается в возможности работы при бурении вертикальных и горизонтальных резцов; в снижении расходов на проходку скважины и повышении механической скорости бурения: в улучшении бурения за счет одинакового угла заточки скважинообразующих и кернообразующих резцов, выполнения промывочных канавок продолжением угла заточки этих резцов и установки на каждом из секторов калибрующего резца, расположенного горизонтально; в увеличении разрушающей способности и в обеспечении возможности бурения более твердых пород за счет торцевой поверхности ступенчатой формы, наружной поверхности - ребристой, внутренней поверхности - гладкой и использования скважинообразующих, кернообразующих и калибрующих резцов восьмигранной формы; в повышении устойчивости коронки к износу за счет использования скважинообразующих, кернообразующих и калибрующих резцов из твердого сплава повышенной стойкости, выполнение промывочных канавок наклонными в форме трапеции улучшает охлаждение резцов при работе, в получении скважины заданного диаметра за счет выступов на величину «а» вершин граней скважинообразующих и кернообразующих резцов за наружный край короночного кольца.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что буровая коронка содержит короночное кольцо с присоединительной резьбой и торцевой частью с торцевой, наружной и внутренней поверхностями.

Буровая коронка содержит промывочные пазы, разделяющие торцевую часть на секторы.

Секторы армированы скважинообразующими и кернообразующими вставками.

Скважинообразующие и кернообразующие вставки расположены, соответственно, по внутреннему и внешнему радиусам торцевой части и размещены при последовательном чередовании на отдельных секторах.

Скважинообразующие и кернообразующие вставки расположены вертикально.

Буровая коронка содержит промывочные канавки, расположенные между скважинообразующими и кернообразующими вставками.

Торцевая поверхность торцевой части имеет ступенчатую форму, образованную промывочными пазами.

Промывочные канавки имеют форму трапеции, выполнены наклонными от большего основания трапеции к меньшему ее основанию с углом наклона, являющимся продолжением угла заточки скважинообразующих и кернообразующих резцов.

Наружная поверхность торцевой части выполнена ребристой, образованная выступами секторов.

Внутренняя поверхность торцевой части выполнена гладкой.

В качестве скважинообразующих и кернообразующих вставок использованы резцы из твердого сплава восьмигранной формы, имеющие одинаковый угол заточки.

Скважинообразующие и кернообразующие вставки расположены таким образом, что вершины граней скважинообразующих резцов выступают за внешний край наружной поверхности и вершины граней кернообразующих резцов выступают за внешний край внутренней поверхности на величину «а» равного размера.

На наружной поверхности торцевой части на каждом из секторов установлены калибрующие резцы из твердого сплава восьмигранной формы.

Калибрующие резцы сопряжены с промывочными пазами. Калибрующие резцы расположены горизонтально относительно торцевой части.

Калибрующие резцы расположены таким образом, что на каждом, по меньшей мере, из трех секторов размещены со смещением на величину «б» равного размера так, что каждый последующий калибрующий резец перекрывает предыдущий при вращении коронки.

При этом калибрующие резцы, по меньшей мере, на трех последующих секторах повторяют предыдущее размещение.

Кроме того, в качестве твердого сплава для скважинообразующих, кернообразующих и калибрующих резцов использован сплав вольфрамокобальтовой группы ВК8-ВК или группы ВК10КС.

Кроме того, величина «а» имеет размер не меньше 0,5 мм.

Кроме того, величина «б» имеет размер не меньше 5,0 мм.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:

на фиг. 1 -Универсальная буровая коронка, общий вид;

на фиг. 2 - Универсальная буровая коронка, вид в плане;

на фиг. 3 - Разрез А-А на фиг. 1;

на фиг. 4 - Узел Б на фиг. 2;

на фиг. 5 - Узел В на фиг. 2;

на фиг. 6 - Универсальная буровая коронка, репродукция.

Буровая коронка содержит:

Короночное кольцо - 1,

присоединительную резьбу (кольца 1) - 2,

торцевую часть (кольца 1) - 3,

ступенчатую торцевую поверхность (части 3) - 4,

гладкую внутреннюю поверхность (части 3) - 5,

ребристую наружную поверхность (части 3) - 6.

Промывочные пазы (части 3) - 7,

Секторы (образованы пазами 7) - 8,

выступы (секторов 8 образуют поверхность 6) - 9.

Скважинообразующие резцы в форме восьмигранника, расположенные вертикально (секторов 8) - 10.

Кернообразующие резцы в форме восьмигранника, расположенные вертикально (секторов 8) - 11.

Вершины граней (резцов 10) - 12.

Вершины граней (резцов 11) - 13.

Промывочные канавки в форме трапеции (части 3) - 14.

Калибрующие резцы в форме восьмигранника, расположенные горизонтально (секторов 8) - 15.

Буровая коронка содержит короночное кольцо 1 с присоединительной резьбой 2 и торцевой частью 3 с торцевой 4, наружной 6 и внутренней 5 поверхностями, промывочные пазы 7, разделяющие торцевую часть 3 на секторы 8, и промывочные канавки 14.

Короночное кольцо 1 выполнено из стали марки 45.

Присоединительная резьба 2 по ГОСТ 6238-77 выполнена для соединения с керноприемной трубой (не показана).

Секторы 8 армированы скважинообразующими и кернообразующими вставками.

Скважинообразующие и кернообразующие вставки расположены по внутреннему и внешнему радиусам торцевой части 3, размещены при последовательном чередовании на отдельных секторах 8 и расположены вертикально.

Промывочные канавки 14 расположены между скважинообразующими и кернообразующими вставками.

Торцевая поверхность 4 торцевой части 3 имеет ступенчатую форму, образованную промывочными пазами 7.

Промывочные канавки 14 имеют форму трапеции, выполнены наклонными от большего основания трапеции к меньшему ее основанию с углом наклона, являющимся продолжением угла заточки скважинообразующих 10 и кернообразующих 11 резцов.

Наружная поверхность 6 торцевой части 3 выполнена ребристой, образованная выступами 9 секторов 8.

Внутренняя поверхность 5 торцевой части 3 выполнена гладкой.

В качестве скважинообразующих и кернообразующих вставок использованы резцы 10 и 11 из твердого сплава восьмигранной формы, соответственно.

В качестве твердого сплава для скважинообразующих 10 и кернообразующих 11 резцов использован сплав вольфрамокобальтовой группы ВК8-ВК или группы ВК10КС.

Скважинообразующие резцы 10 и кернообразующие резцы 11 имеют одинаковый угол заточки.

Угол заточки скважинообразующих 10 и кернообразующих 11 резцов имеет размер в пределах от 16 до 20 градусов и зависит от типа разрушающих пород.

Скважинообразующие 10 и кернообразующие 11 резцы расположены таким образом, что вершины граней 12 скважинообразующих резцов 10 выступают за внешний край ребристой наружной поверхности 6 и вершины граней 13 кернообразующих резцов 11 выступают за внешний край гладкой внутренней поверхности 5 на величину «а» равного размера. Величина «а» имеет размер не меньше 0,5 мм, определена конструктивно и зависит от установочных размеров.

На наружной поверхности 6 торцевой части 3 на каждом из секторов 8 установлены калибрующие резцы 15 из твердого сплава восьмигранной формы.

В качестве твердого сплава для калибрующих резцов 15 использован сплав вольфрамокобальтовой группы ВК8-ВК или группы ВК10КС.

Калибрующие резцы 15 сопряжены с промывочными пазами 7.

Калибрующие резцы 15 расположены горизонтально относительно торцевой части 3.

Калибрующие резцы 15 расположены таким образом, что на каждом, по меньшей мере, из трех секторов 8 они размещены со смещением на величину «б» равного размера так, что каждый последующий калибрующий резец 15 перекрывает предыдущий при вращении коронки.

Величина «б» имеет размер не меньше 5,0 мм, определена конструктивно и зависит от эксплуатационных режимов и типа резца.

При этом калибрующие резцы 15, по меньшей мере, на трех последующих секторах 8 повторяют предыдущее размещение.

Использование универсальной буровой коронки осуществляют следующим образом.

Универсальную буровую коронку используют для колонкового бурения геологоразведочных скважин.

Короночное кольцо 1 соединяют с колонковой трубой посредством присоединительной резьбы 2 и в составе бурового снаряда спускают в скважину.

Включают буровой насос на поверхности, который подает промывочную жидкость в скважину.

Приводят в движение вращательный механизм.

Скважинообразующие резцы 10, охлаждаемые промывочной жидкостью и установленные вертикально, обеспечивают заданный диаметр скважины необходимого размера по всей глубине скважины.

Кернообразующие резцы 11, охлаждаемые промывочной жидкостью и установленные вертикально, обеспечивают получение керна ненарушенной структуры.

Калибрующие резцы 15, охлаждаемые промывочной жидкостью и установленные горизонтально, обеспечивают получение скважины необходимого размера по диаметру.

В процессе бурения следят за работой насоса и поддерживают заданный режим бурения.

После заполнения колонковой трубы керном приступают к подъему бурового снаряда.

Осуществляют спуско-подъемные операции и буровой снаряд извлекают на поверхность.

Заявленная универсальная буровая коронка отличается от ближайшего аналога.

Установка калибрующих резцов в форме восьмигранника, расположенных горизонтально, расширяет эксплуатационные возможности.

Выполнение торцевой поверхности торцевой части ступенчатой формы, наружной поверхности торцевой части - ребристой, внутренней поверхности торцевой части - гладкой и использование резцов восьмигранной формы, расположенных вертикально, и использование калибрующих резцов восьмигранной формы, расположенных горизонтально, увеличивает разрушающую способность, обеспечивает возможность бурения более твердых пород, повышает механическую скорость бурения, что снижает энергоемкость процесса.

Выполнение одинакового угла заточки резцов, расположенных вертикально, выполнение промывочных канавок продолжением угла заточки резцов, выполнение выступов вершин граней резцов за наружный край короночного кольца и размещение калибрующих резцов так, что каждый последующий перекрывает предыдущий при вращении коронки, повышают эксплуатационные возможности.

Выполнение промывочных канавок наклонными в форме трапеции для лучшего охлаждения резцов при работе и применение более стойкого сплава (ВК8-ВК и ВК10КС) по сравнению с обычным сплавом (ВК-8) повышает устойчивость универсальной буровой коронки к износу и увеличивает прочностные характеристики коронки.

Заявленная универсальная буровая коронка (ТК-10-01 116) изготовлена промышленным способом ООО «Завод Буровых Технологий» и проведенные опытные работы по бурению геологоразведочных скважин обусловливают, по мнению заявителя, соответствие ее критерию «промышленная применимость».

Claims (5)

1. Универсальная буровая коронка, содержащая короночное кольцо с присоединительной резьбой и торцевой частью с торцевой, наружной и внутренней поверхностями, промывочные пазы, разделяющие торцевую часть на секторы, армированные скважинообразующими и кернообразующими вставками, соответственно, расположенными по внутреннему и внешнему радиусам торцевой части, размещенными при последовательном чередовании на отдельных секторах и расположенными вертикально, промывочные канавки, расположенные между скважинообразующими и кернообразующими вставками, отличающаяся тем, что торцевая поверхность торцевой части имеет ступенчатую форму, образованную промывочными пазами, наружная поверхность торцевой части выполнена ребристой, образованная выступами секторов, внутренняя поверхность торцевой части выполнена гладкой, в качестве скважинообразующих и кернообразующих вставок использованы резцы из твердого сплава восьмигранной формы, имеющие одинаковый угол заточки и расположенные таким образом, что вершины граней скважинообразующих резцов выступают за внешний край наружной поверхности и вершины граней кернообразующих резцов выступают за внешний край внутренней поверхности на величину «а» равного размера, промывочные канавки имеют форму трапеции, выполнены наклонными от большего основания трапеции к меньшему ее основанию с углом наклона, являющимся продолжением угла заточки скважинообразующих и кернообразующих резцов, и на наружной поверхности торцевой части на каждом из секторов установлены калибрующие резцы из твердого сплава восьмигранной формы, сопряженные с промывочными пазами и расположенные горизонтально относительно торцевой части таким образом, что на каждом, по меньшей мере, из трех секторов калибрующие резцы размещены со смещением на величину «б» равного размера так, что каждый последующий калибрующий резец перекрывает предыдущий при вращении коронки, при этом калибрующие резцы, по меньшей мере, на трех последующих секторах повторяют предыдущее размещение.

2. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве твердого сплава для скважинообразующих, кернообразующих резцов и дополнительных резцов использован сплав вольфрамокобальтовой группы ВК8-ВК.

3. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве твердого сплава для скважинообразующих, кернообразующих резцов и дополнительных резцов использован сплав вольфрамокобальтовой группы ВК10КС.

4. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что величина «а» имеет размер не меньше 0,5 мм.

5. Буровая коронка по п.1, отличающаяся тем, что величина «б» имеет размер не меньше 5,0 мм.

Images