RU2552278C2 - Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра - Google Patents
Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552278C2 RU2552278C2 RU2013105621/03A RU2013105621A RU2552278C2 RU 2552278 C2 RU2552278 C2 RU 2552278C2 RU 2013105621/03 A RU2013105621/03 A RU 2013105621/03A RU 2013105621 A RU2013105621 A RU 2013105621A RU 2552278 C2 RU2552278 C2 RU 2552278C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inserts
- crown
- flushing
- drill bit
- channels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения взрывных шпуров при щадящих буровзрывных работах по отбойке горной массы в крепких горных породах. Технический результат заключается в повышении эффективности и ресурса коронки, увеличении скорости бурения шпуров малого диаметра, обеспечении получения мелкого шлама и эффективного выноса его из шпуров с меньшими энергетическими затратами. Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра включает корпус с присоединительной резьбой, разделена радиальными промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены твердосплавными пластинами. Элементы разрушающих породу инденторов выполнены в виде алмазно-твердосплавных пластин с расширенной крутопадающей набегающей поверхностью острия и более суженной тыльной его поверхностью, которые расположены на торцевой поверхности коронки, образуя три одинаковые группы по три параллельные друг другу твердосплавные пластины, и установленные под углами, равными 20° к радиальным осям групп пластин с полным перекрытием забоя в радиальном направлении и параллельно плоскости забоя. В плане оси групп пластин расположены относительно друг друга под углом, равным 120°, между группами пластин выполнены углубления для удаления штыба, расширяющиеся от центра к периферии корпуса коронки с канавками на боковой поверхности корпуса для выхода штыба и каналами для подвода промывочной жидкости. Каждый промывочный сектор по внешнему цилиндрическому периметру корпуса коронки составляет угол, равный 60°, а центральный канал для подачи промывочной жидкости выполнен под углом, равным 20° к вертикальной продольной оси коронки, и соединен на торцевой поверхности с тремя промывочными секторами. 4 ил.
Description
Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения взрывных шпуров при щадящих буровзрывных работах по отбойке горной массы в крепких горных породах, например при разработке месторождений алмазов.
Известна алмазная буровая коронка, содержащая корпус с матрицей, разделенной промывочными каналами на секторы, у которых концентрические разрушающие породу элементы с торцевой поверхности снабжены резцами из сверхтвердого композиционного материала, установленными по дуге секторов и дискретно с шагом, уменьшающимся от периферии к центру коронки (Патент РФ №2257458, опубл. 27.07.2005, МПК Е21В 10/48).
Недостатком этой коронки является малая скорость бурения вследствие режуще-истирающего способа разрушения породы, осуществляемого коронкой. Поверхность выбуриваемого забоя получается в виде тора и неудобной для заряжания патронов взрывчатого вещества, особенно при малых диаметрах шпура.
Известна буровая коронка для ударно-вращательного бурения, включающая корпус с центральным твердосплавным лезвием, основным каналом в виде конусной полости с донной частью и боковыми промывочными каналами, симметрично расположенными относительно лезвия и сообщающимися с основным каналом, при этом в корпусе выполнены дополнительные наклонные промывочные каналы в плоскости, параллельной лезвию и проходящей через боковые каналы, выполненные наклонными к вертикальной плоскости, проходящей через лезвие под углом β=10-20°; а диаметры дополнительных каналов меньше диаметров боковых каналов (Авторское свидетельство СССР №1472620, кл. Е21В 10/16, опубл. 15.04.1989).
Недостатком буровой коронки является скалывающее воздействие лезвия на породу и за счет этого образование крупных частиц, требующих применение поверхностно активных веществ, для аэрации промывочного агента.
Известна буровая коронка для операций глубокого, разведочного, поискового и пробного бурения, включающая в себя кольцевой обод, с расположенными на нем нечетным числом режущих элементов, которые приварены к стальному корпусу, и имеющие промывочные каналы между ними, где предусмотрены промывочные отверстия для промывки каналов на внутреннем диаметре буровой коронки; при этом отверстия строятся таким образом, чтобы ограничить поток промывочной жидкости и тем самым создаются завихрения (турбулентность) (GB 1210012 А, 28.10.1970).
Недостатки у буровой коронки (1210012) такие же как у алмазной буровой коронки, так как она предназначена для бурения с отбором керна (и поискового и пробного бурения).
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является кольцевая буровая коронка скалывающее - режущего типа по патенту РФ №2435927, опубл. 10.12.2011, которая содержит корпус с присоединительной резьбой, разделенный промывочными каналами на секторы, на торцевой поверхности, снабженной твердосплавными пластинками, имеющими отрицательные передние углы, в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные углы к торцевой поверхности забоя скважины, а промывочные каналы выполнены, встречно, под углом.
Указанная коронка выбрана в качестве прототипа.
Недостатком этой коронки является то, что она предназначена для бурения с отбором керна, где торцевая поверхность забоя после бурения получается ступенчатой и для взрывных шпуров малого диаметра малопригодной, кроме того, при ее работе образуется крупный буровой шлам (частицы разрушенной породы).
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и ресурса коронки, а также уменьшение сейсмического воздействия на забой
Технический результат достигается тем, что элементы разрушающих породу инденторов выполнены в виде алмазно-твердосплавных пластин с расширенной крутопадающей набегающей поверхностью острия и более суженной тыльной его поверхностью, которые расположены на торцевой поверхности коронки, образуя три одинаковые группы по три, параллельные друг другу твердосплавные пластины, и установленные под углами, равными 20° к радиальным осям групп пластин с полным перекрытием забоя в радиальном направлении и параллельно плоскости забоя, при этом в плане оси групп пластин расположены относительно друг друга под углом, равным 120°, между группами пластин выполнены углубления для удаления штыба, расширяющиеся от центра к периферии корпуса коронки с канавками на боковой поверхности корпуса для выхода штыба и каналами для подвода промывочной жидкости, при этом каждый промывочный сектор по внешнему цилиндрическому периметру корпуса коронки составляет угол, равный 60°, а центральный канал для подачи промывочной жидкости выполнен под углом, равным 20° к вертикальной продольной оси коронки, и соединен на торцевой поверхности с тремя промывочными секторами.
На фиг. 1 приведен вид коронки для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра в плане, на фиг. 2 (разрез по А-А) - вид крепления инденторов в виде призматических алмазно-твердосплавных пластин к корпусу коронки, на фиг. 3 - разрез по В-В, по промывочному секторальному каналу, на фиг. 4 - разрез по Б-Б.
Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра скалывающего типа (см. фиг. 1) содержит: 1 - корпус с присоединительной резьбой, 2 - промывочный сектор, 3 - инденторы в виде призматических алмазно-твердосплавных пластин, 4 - секторные каналы для подвода промывочной жидкости, 5 - ось групп
инденторов, 6 - центральный канал подвода промывочной жидкости, 7 - канавки для удаления штыба.
На фиг.2 показано крепление инденторов в виде призматических алмазно-твердосплавных пластин 3 к корпусу 1 коронки и конструктивные особенности расположения расширенной крутопадающей набегающей поверхности 8 острия и более суженной тыльной поверхности 9 относительно корпуса. Фиксация инденторов осуществляется с помощью пайки 10 латунью.
На фиг. 3 показан наклонный канал 4 для промывочной жидкости в корпусе 1.
На фиг. 4 (разрез по Б-Б) схематично изображены инденторы 3 контуры шпура 11 и каналы секторный 4 и центральный 6 для промывочной жидкости, а также углубление в корпусе 1 для удаления штыба.
Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра работает следующим образом.
Коронка, соприкасаясь с забоем одновременно девятью инденторами, при вращении разрушает его, отделяя мелкие частички от массива одновременно на большей, сравнительно с прототипом, поверхности забоя шпура малого диаметра.
Промывочная жидкость в коронке, пройдя по центральному наклонному каналу 6 в корпусе 1 и секторным каналам, смешиваясь, создает поток, позволяющий транспортировать образовавшийся буровой штыб на поверхность.
В результате стенка шпура малого диаметра будет более ровной, цилиндрической, а поверхность забоя шпура станет плоской и более удобной и безопасной для заряжания патронами взрывчатого вещества.
Выбор призматических алмазно-твердосплавных пластин как разрушающих породу инденторов обусловлен необходимостью придания им повышенной прочности (алмазная составляющая) и высокой ударной вязкости (твердосплавные составляющие из вольфрамо-кобальтовых композиций типа ВК 10-ВК 15).
При этом придание углам острия разрушающих породу инденторов некоторой несимметричности (расширенная крутопадающая набегающая поверхность и более пологая суженная тыльная поверхность, опирающаяся на материал корпуса, фиг. 2) способствует их устойчивой работе в перемежающихся по твердости горных породах.
Трехсекторное разделение торца коронки создает условия для равномерного распределения осевых нагрузок как на элементы разрушающих породу инденторов, так и на сами сектора, что обеспечивает устойчивую работу коронки в шпуре малого диаметра.
Расширяющиеся промывочные секторы обеспечивают снижение гидравлических сопротивлений при движении потока промывочной жидкости, обогащенного буровым штыбом, транспортируют штыб по секторным наклонным углублениям (фиг. 4) до канавок 7 на наружной боковой поверхности корпуса 1 и далее на дневную поверхность.
Параллельное с наклоном к осям групп инденторов коронки около 20° расположение разрушающих породу инденторов в секторах (фиг. 1) обеспечивает полное перекрытие забоя шпура, равномерное отделение от забоя измельчаемых частичек породы (штыба). При этом взаимное частичное перекрытие друг другом самих инденторов гарантирует их повышенную сопротивляемость износу и механическому разрушению в процессе бурения.
Наклонное положение центрального промывочного канала 6 способствует лучшей омываемости забоя шпура и интенсификации очистки последнего от выбуриваемого штыба без турбулизации потока жидкости. В прототипе этот канал сделан вертикальным для отбора керновой пробы и относительно большего сечения.
Преимущество по сравнению с прототипом можно оценить, сравнивая данные примеров 1 и 2.
Пример 1. Коронкой прототипа выбуривается ударно-вращательным способом шпур диаметром 46 мм на стенде перфоратором в глыбе гранита (рапакиви) глубиной 0,1 м.
Пример 2. Предлагаемой коронкой выбуривается вращательным способом со скоростью 50 об/мин шпур диаметром 46 мм на стенде в глыбе гранита (рапакиви) глубиной около 0,1 м.
Время бурения шпура в примере 2 займет около 1,4 мин, что значительно меньше времени бурения примера 2, равным 3,2 мин. Размер частиц штыба в примере 1 0,8-3,2 мм, что существенно больше этого показателя в примере 2 0,4-1,2 мм. Пример 2 дает гладкие стенки шпура.
Эффект от внедрения вращательного способа бурения коронками, с торцевой поверхностью снабженной призматическими алмазно-твердосплавными пластинками, следующий: увеличивается скорость бурения шпуров малого диаметра, обеспечивается получение мелкого штыба и эффективный вынос его из шпуров с меньшими энергетическими затратами, стенки шпура малого диаметра лучше приспособлены для помещения в шпур цилиндрического патрона взрывчатого вещества.
Claims (1)
- Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра, включающая корпус с присоединительной резьбой, разделенная радиальными промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены твердосплавными пластинами, отличающаяся тем, что элементы разрушающих породу инденторов выполнены в виде алмазно-твердосплавных пластин с расширенной крутопадающей набегающей поверхностью острия и более суженной тыльной его поверхностью, которые расположены на торцевой поверхности коронки, образуя три одинаковые группы по три параллельные друг другу твердосплавные пластины, и установленные под углами, равными 20° к радиальным осям групп пластин с полным перекрытием забоя в радиальном направлении и параллельно плоскости забоя, при этом в плане оси групп пластин расположены относительно друг друга под углом, равным 120°, между группами пластин выполнены углубления для удаления штыба, расширяющиеся от центра к периферии корпуса коронки с канавками на боковой поверхности корпуса для выхода штыба и каналами для подвода промывочной жидкости, при этом каждый промывочный сектор по внешнему цилиндрическому периметру корпуса коронки составляет угол, равный 60°, а центральный канал для подачи промывочной жидкости выполнен под углом, равным 20° к вертикальной продольной оси коронки, и соединен на торцевой поверхности с тремя промывочными секторами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013105621/03A RU2552278C2 (ru) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013105621/03A RU2552278C2 (ru) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013105621A RU2013105621A (ru) | 2014-08-20 |
RU2552278C2 true RU2552278C2 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=51384128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013105621/03A RU2552278C2 (ru) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552278C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581059C1 (ru) * | 2015-03-26 | 2016-04-10 | ООО "Камышинский завод бурового инструмента" (ООО "КЗБИ") | Коронка для ударно-вращательного бурения |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1210012A (en) * | 1968-02-28 | 1970-10-28 | Zentrales Reparatur Und Ausrue | Improvements in drill bits for deep drilling, trial drilling, prospecting drilling and like drilling operations |
SU1472620A1 (ru) * | 1986-12-02 | 1989-04-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Бурова коронка |
SU1790659A3 (ru) * | 1991-06-24 | 1993-01-23 | Cуpгуtckoe Otдeлehиe Зaпaдho-Cибиpckoгo Haучho-Иccлeдobateльckoгo И Пpoektho-Kohctpуktopckoгo Иhctиtуta Texhoлoгии Глубokoгo Paзbeдoчhoгo Буpehия | Буровое долото |
RU2055143C1 (ru) * | 1992-06-23 | 1996-02-27 | Институт сверхтвердых материалов АН Украины | Алмазная буровая коронка |
RU2303119C1 (ru) * | 2005-12-22 | 2007-07-20 | Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины | Буровая коронка |
RU2435927C1 (ru) * | 2010-07-13 | 2011-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Кольцевая буровая коронка |
-
2013
- 2013-02-08 RU RU2013105621/03A patent/RU2552278C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1210012A (en) * | 1968-02-28 | 1970-10-28 | Zentrales Reparatur Und Ausrue | Improvements in drill bits for deep drilling, trial drilling, prospecting drilling and like drilling operations |
SU1472620A1 (ru) * | 1986-12-02 | 1989-04-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Бурова коронка |
SU1790659A3 (ru) * | 1991-06-24 | 1993-01-23 | Cуpгуtckoe Otдeлehиe Зaпaдho-Cибиpckoгo Haучho-Иccлeдobateльckoгo И Пpoektho-Kohctpуktopckoгo Иhctиtуta Texhoлoгии Глубokoгo Paзbeдoчhoгo Буpehия | Буровое долото |
RU2055143C1 (ru) * | 1992-06-23 | 1996-02-27 | Институт сверхтвердых материалов АН Украины | Алмазная буровая коронка |
RU2303119C1 (ru) * | 2005-12-22 | 2007-07-20 | Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины | Буровая коронка |
RU2435927C1 (ru) * | 2010-07-13 | 2011-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Кольцевая буровая коронка |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013105621A (ru) | 2014-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2866889T3 (es) | Broca de perforación de núcleo | |
RU2721914C2 (ru) | Режущий элемент с множеством скошенных поверхностей и режущим торцом определенной формы, и буровые режущие инструменты, содержащие такие режущие элементы | |
BR112014011743B1 (pt) | broca de perfuração de furação de terreno, método utilizando a mesma e broca de perfuração para a perfuração de um furo de poço em formações de terreno | |
WO2011025510A1 (en) | Pcd percussion drill bit | |
RU138675U1 (ru) | Буровое долото | |
JP6963339B1 (ja) | 削孔用ビット及び地盤削孔方法 | |
JP6842144B1 (ja) | 削孔用ビット及び地盤削孔方法 | |
WO2015127123A1 (en) | Drill bit | |
RU2552278C2 (ru) | Коронка для вращательного способа бурения взрывных шпуров малого диаметра | |
US20150285005A1 (en) | Rupture Cutters with High Penetration Utility | |
RU2581059C1 (ru) | Коронка для ударно-вращательного бурения | |
RU2671386C2 (ru) | Ударное буровое долото с множеством наборов торцевых режущих вставок | |
RU2249088C2 (ru) | Шарошка бурового долота | |
RU2694872C1 (ru) | Буровое долото | |
RU190484U1 (ru) | Долото для бурения | |
RU2334862C1 (ru) | Буровое шарошечное долото (варианты) | |
RU2693082C1 (ru) | Породоразрушающий инструмент | |
RU131410U1 (ru) | Инструмент фрезерный | |
RU2435927C1 (ru) | Кольцевая буровая коронка | |
RU2543226C2 (ru) | Способ расширения и калибрования ствола скважины | |
RU2355863C2 (ru) | Буровое шарошечное долото | |
RU2603308C1 (ru) | Буровое долото | |
RU2303119C1 (ru) | Буровая коронка | |
RU2759137C1 (ru) | Буровая коронка | |
RU2809269C1 (ru) | Буровой резец, корпус бурового резца и твердосплавная пластина бурового резца |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20141111 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150704 |