UA96692C2

UA96692C2 - Drill crown

Info

Publication number: UA96692C2
Application number: UAA201010044A
Authority: UA
Inventors: Роберт Константинович Богданов; Анатолий Петрович Закора; Александр Александрович Шульженко; Владислав Герасимович Гаргин; Александр Николаевич Соколов; Михаил Викторович Супрун; Евгений Евсеевич Ашкинази; Виктор Григорьевич Ральченко; Виталий Иванович Конов
Original assignee: Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины; Учреждение Российской академии наук Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; Роберт Константинович Богданов; Анатолий Петрович Закора; Александр Александрович Шульженко; Владислав Герасимович Гаргин; Александр Николаевич Соколов; Михаил Викторович Супрун; Евгений Евсеевич Ашкинази; Виктор Григорьевич Ральченко; Виталий Иванович Конов
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2011-11-25

Abstract

A drill crown has a body and a diamond-bearing matrix fixed on it, this is divided by washing slots to sectors reinforced with rock-destructive elements ad wear-proofed cylindrical inserts made of synthetic diamonds placed in central, downhole and core-forming section of the sectors by cover scheme. Hardness of central section of each of rock-destructive elements is 3.5÷3.9 times higher and hardness of peripheral section is 1.1÷1.3 times higher than hardness of the matrix material.

Description

вжньої осі сектора на величину, що відповідає ве- циліндричних вставок із синтетичних алмазів, роз- личині зерен об'ємних алмазів матриці. міщених в центральній, свердловинній та керноут-of the narrow axis of the sector by the amount corresponding to the large cylindrical inserts made of synthetic diamonds, the difference between the grains of the bulk diamonds of the matrix. placed in the central, well and core out-

Відома також найбільш близька за технічною во-рюючій частині секторів за схемою перекриття, суттю до пропонованої бурова коронка (див. па- згідно з винаходом твердість центральної частини тент України на корисну модель Ме 43331, МПК кожного з породоруйнівних елементів у 3,5-3,9 (2006) Е21В 10/48, опубл. 10.08.2009, бюл. Мо 15 разу, а твердість периферійної їхньої частини у за 2009 р.), що містить корпус і закріплену на ньо- 1,1-1,3 разу перевищує твердість матеріалу мат- му алмазоносну матрицю, розділену промивними риці; при найкращих варіантах реалізації пропоно- пазами на сектори, армовані породоруйнівними ваної бурової коронки величина перекриття «р» елементами у вигляді зносостійких циліндричних між породоруйнівними елементами, розміщеними вставок із синтетичних алмазів, розміщених в у свердловинній або керноутворюючій частині сек- центральній, свердловинній та керноутворюючій торів і породоруйнівними елементами, розміще- частині секторів за схемою перекриття, причому ними в центральній частині секторів, визначається описана коронка містить основні і сколюючі секто- за настудявю згавжкнідтю: ри, які мають однакову висоту алмазовмісних по- Щі 2 родоруйнівних елементів відносно торцевої пове- ! рхні коронки в зоні приєднувальної різьби, а де: р - величина перекриття між породоруйнів- алмазовмісні породоруйнівні елементи, якими ними елементами, розміщеними у свердловинній оснащені сколюючі сектори, зміщені відносно один або керноутворюючій частині секторів, і породо- одного по спіралі, що з'єднує бокові поверхні ал- руйнівними елементами, розміщеними в центра- мазовмісних породоруйнівних елементів, причому льній частині секторів, мм; на початку і в кінці спіралі алмазовмісні породо- а - діаметр породоруйнівного елемента, мм; руйнівні елементи дотикаються до поверхонь, що а - розмір центральної частини кожного з по- утворюють внутрішній та зовнішній діаметри алма- родоруйнівних елементів, що знаходяться в ної бурової коронки, відповідно. центральній частині секторів, мм; кількість поро-It is also known that the most technical exploding part of the sectors according to the overlap scheme, the essence to the proposed drill bit (see pa- according to the invention, the hardness of the central part of the awning of Ukraine on the utility model Me 43331, the MPK of each of the rock-destructive elements in 3.5-3 ,9 (2006) Е21В 10/48, publ. 10.08.2009, Bull. Mo 15 times, and the hardness of their peripheral part in 2009), containing the body and fixed on it - 1.1-1.3 times exceeds the hardness of the material of the diamond-bearing matrix, separated by washing grooves; in the best implementation options, proponozas on sectors reinforced with rock breakers of the drill bit, the amount of overlap "p" elements in the form of wear-resistant cylindrical elements between the rock breaker elements, placed inserts made of synthetic diamonds, placed in the well or core-forming part of the sector, well and core-forming tors and rock-destroying elements placed in part of the sectors according to the overlapping scheme, and by them in the central part of the sectors, the described crown contains the main and rocking sectors, which have the same height of diamond-bearing post-More than 2 rock-destroying elements relative to the end surface! crowns in the zone of the connecting thread, and where: p is the amount of overlap between the rock-ruining diamond-bearing rock-ruining elements, which elements placed in the wellbore are equipped with chipping sectors, shifted relative to one or the core-forming part of the sectors, and the rock-one in a spiral, which connects the side surfaces with al-destructive elements placed in the center-containing rock-destructive elements, and the second part of the sectors, mm; at the beginning and at the end of the spiral, diamond-bearing rock- a - diameter of the rock-destroying element, mm; destructive elements touch the surfaces that a is the size of the central part of each of the form the inner and outer diameters of alma- destructive elements located in the drill bit, respectively. the central part of the sectors, mm; amount of pores

Недоліки описаних бурових коронок полягають доруйнівних елементів, що знаходяться в центра- у великій енергоємності процесу передруйнування льній частині секторів в однаковому ступені пере- породи упродовж усього періоду роботи інструме- вищує кількість породоруйнівних елементів, що нта через недостатньо продуману схему розташу: знаходяться як у свердловинній, так і у керноутво- вання породоруйнівних елементів у матриці ї не- рюючій частині секторів, кількість яких однакова, визначеності взаємозвязку між величинами при цьому загальна кількість породоруйнівних зносостійкості складових матеріалів породоруйнів- елементів у коронці визначається за наступною них елементів і матриці, а також величини перек- залежністю" риття між елементами, що призводить до унемож- К-1,Бп-2, ливлювання створення зони передруйнування де: К - загальна кількість породоруйнівних протягом усього періоду роботи інструмента, вна- елементів, розміщених в центральній, свердло- слідок чого знижується руйнувальна здатність бу- винній та керноутворюючій частині секторів, шт.; п рової коронки і механічна швидкість буріння. - кількість секторів у коронці, яка повинна бутиDisadvantages of the described drill bits are pre-destructive elements located in the center of the high energy intensity of the process of pre-destruction in the lower part of the sectors to the same degree of re-rock throughout the entire period of tooling, the number of rock-destructive elements increases due to an insufficiently thought-out arrangement scheme: they are located both in the well , as well as in the coring of rock-destructive elements in the matrix and the non-destructive part of the sectors, the number of which is the same, the determination of the relationship between the values, while the total number of rock-destructive wear resistance of the constituent materials of the rock-destructive elements in the crown is determined by the following elements and the matrix, as well as the values "interdependence" of digging between the elements, which leads to the impossibility of K-1, Bp-2, the creation of a zone of destruction where: K - the total number of rock-destructive elements during the entire period of operation of the tool, in- elements placed in the central, drill- traces of what the destructive ability decreases number of primary and core sectors, pcs.; drill bit and mechanical drilling speed. - the number of sectors in the crown, which should be

В основу винаходу поставлено задачу такого парною, шт. ! вдосконалення бурової коронки, при якому за ра- Причинно-наслідковий зв'язок між пропонова- хунок експериментального підбору співвідношень ною сукупністю ознак і технічними ефектами, які твердості матеріалів породоруйнівних елементів і досягаються при її реалізації, полягає у наступно- матриці забезпечується можливість створення му. зони передруйнування протягом усього періоду У зв'язку з тим, що усі породоруйнівні елемен- роботи інструмента, за рахунок виконання схеми ти складаються із двох різних за твердістю матері- перекриття у т абезпечуєт с поль совно поне алів, в процесі буріння вони працюють як різці рі- відношенням забезпечується більш рівномірн в - зношування робочого торця коронки виключають- жулостираючого типу. Найбільш твердий . ' З матеріал, який знаходиться у центрі породоруйні- ся припали матриці ї створюються умови для най- вного елемента під дією осьового навантаження більш ефективного виносу шламу із зони відпра- створює у масиві породи, що розбурюється, зону цьовування, як наслідок, забезпечується передруйнування. Менш твердий матеріал, що підвищення руйнуючої здатності бурової коронки з його оточує, руйнує вже менш щільну породу, а одночасним підвищенням механічної швидкості алмазоносний шар матриці в полегшених умовах буріння, за рахунок пропонованого вибору кількос- завершує процес руйнування. Передруйнування ті породоруйнівних елементів додатково забезпе- породи повинне супроводжувати процес буріння чується оптимальний перерозподіл навантажень протягом усього періоду роботи інструмента, щоThe basis of the invention is the problem of such an even number, pcs. ! improvement of the drill bit, in which the cause-and-effect relationship between the proposal of experimental selection is a relative set of features and technical effects, which are the hardness of the materials of rock-destructive elements and are achieved during its implementation, consists in the following matrix provides the possibility of creating a zones of predestruction during the entire period Due to the fact that all rock-destructive elements of the tool, due to the implementation of the scheme, consist of two materials that differ in hardness, the overlap provides useful bearings, during the drilling process they work as cutters the solution ensures more uniform wear of the working end of the crown, excluding the grinding type. The most solid. The material located in the center of the rock is destroyed by the matrix, and conditions are created for the most effective element under the action of the axial load of more effective removal of sludge from the zone. A less solid material that increases the destructive capacity of the drill bit surrounds it, destroys already less dense rock, and with the simultaneous increase in mechanical speed, the diamond-bearing layer of the matrix in easier drilling conditions, due to the proposed selection, completes the destruction process. The destruction of those rock-destroying elements additionally provides the optimal redistribution of loads during the entire period of operation of the tool, which should accompany the drilling process.

МІЖ породоруйнівними елементами, розміщеними стає можливим повною мірою тоді, коли найбільш у свердловинній або керноутворюючій частині сек- твердий матеріал кожного породоруйнівного еле- торів ї породоруйнівними елементами, розміще- мента буде виступати над менш твердим, а остан- ними в центральній частині секторів. ній буде виступати над поверхнею алмазоносноїBETWEEN the rock-destructive elements placed becomes fully possible when the most solid material of each rock-destructive element and the rock-destructive elements of the location in the borehole or core-forming part of the sector will protrude above the less solid, and the latter in the central part of the sectors. it will protrude above the diamond-bearing surface

Поставлена задача вирішується завдяки тому, матриці, що забезпечується, як показали проведе- що в буровій коронці, що містить корпус і закріпле- ні нами експериментальні дослідження в процесі ну на ньому алмазоносну матрицю, розділену буріння, пропонованим співвідношенням твердості промивними пазами на сектори, армовані породо- використовуваних матеріалів. Максимальна руй- руйнівними елементами у вигляді зносостійких нуюча здатність бурової коронки буде забезпечена тоді, коли твердість матеріалу центральної части- Зони перекриття породоруйнівних елементів ни кожного з породоруйнівних елементів у 3,5-3,9 повинні забезпечувати постійний процес оголення разу, а твердість матеріалу периферійної їхньої усіх трьох матеріалів. Це досягається повною мі- частини у 1,1-1,3 разу буде перевищувати твер- рою у тому випадку, якщо величина перекриття дість матеріалу матриці. Найбільш твердий мате- буде перебувати з розмірами елемента у пропо- ріал центральної частини породоруйнівного еле- нованому співвідношенні. мента укоріняється в породу, передруйнує і руйнує У випадку, якщо співвідношення буде менше масив гірської породи. При цьому відколюються 0,16, то подрібнювання часток породи матеріалом частки розміром до 2-3 мм, які попадають під периферійної частини елемента буде менш знач- менш твердий матеріал периферійної їхньої час- ним - основне навантаження прийме на себе ма- тини і зношують його, одночасно при цьому руй- теріал матриці, що призведе до можливості утво- нуючись. Твердість матеріалів пов'язана з його рення кільцевих канавок і, як наслідок, до зносостійкістю: чим твердіше матеріал, тим більш передчасного виходу інструмента з ладу. Якщо він зносостійкий. Щоб мати зазор між двома мате- співвідношення буде більше 1,19, то значна час- ріалами породоруйнівного елемента в межах З мм, тина площі контакту торця матриці з породою буде зносостійкість матеріалу центральної частини по- перекрита більше зносостійким матеріалом, ніж родоруйнівного елемента повинна бути у 3,5-3,9 матеріал матриці, і для того, щоб відбувалося ого- разу більше зносостійкості матеріалу матриці, а лення матеріалу породоруйнівного елемента, не- зносостійкість матеріалу периферійної частини обхідно буде прикладати додаткові зусилля, а це породоруйнівного елемента бути у 1,1-1,3 разу призведе до підвищення витрати потужності на більше зносостійкості матеріалу матриці, тобто буріння і скривлення бурильних труб. зносостійкість матеріалу центральної частини по- Максимальна ріжуча здатність бурової коронки родоруйнівного елемента повинна перевищувати при мінімальних енергетичних витратах буде за- зносостійкість матеріалу периферійної його части- безпечена при дотриманні додаткових умов відпо- ни, тому що в протилежному випадку великі частки відно до п. З формули, оскільки вони спрямовані породи не будуть попадати в малий зазор, а бу- на оптимальний перерозподіл навантажень між дуть стикатися з матеріалом матриці і інтенсивно породоруйнівними елементами, розміщеними у його зношувати. свердловинній або керноутворюючій частині сек-The task is solved thanks to the fact that the matrix, which is provided, as shown in the drill bit, containing the housing and fixed by us experimental studies in the process, well, on it, a diamond-bearing matrix, divided by drilling, by the proposed ratio of hardness, by washing grooves into sectors, reinforced type of materials used. The maximum crushing capacity of the drill bit with destructive elements in the form of wear-resistant elements will be ensured when the hardness of the material of the central part of each of the rock-destructive elements in 3.5-3.9 should ensure a constant process of exposure, and the hardness of the material of the peripheral of their all three materials. This is achieved by a full mi- part will be 1.1-1.3 times higher than the solid if the amount of overlap is sufficient for the matrix material. The hardest material will be with the dimensions of the element proportional to the central part of the rock-destroying element ratio. Menta takes root in the rock, destroys and destroys the massif of the rock if the ratio is less. At the same time, 0.16 are chipped, then the crushing of rock particles with the material of particles up to 2-3 mm in size, which fall under the peripheral part of the element, will be less significant, less hard material of their peripheral part is often - the main load will be taken by the mother and wear it , while at the same time destroying the material of the matrix, which will lead to the possibility of decaying. The hardness of materials is related to its ring grooves and, as a result, to wear resistance: the harder the material, the more premature tool failure. If it is durable. In order to have a gap between the two materials, the ratio will be greater than 1.19, it is significant with the material of the rock-destructive element within 3 mm, the thickness of the contact area of the end of the matrix with the rock will be the wear resistance of the material of the central part covered with a more wear-resistant material than the rock-destructive element should be in 3.5-3.9 the material of the matrix, and in order for the wear resistance of the material of the matrix to take place, and the wear resistance of the material of the rock-destructive element, the non-wear resistance of the material of the peripheral part will have to apply additional forces, and this rock-destructive element should be in 1 ,1-1.3 times will lead to an increase in power consumption due to greater wear resistance of the matrix material, that is, drilling and bending of drill pipes. the wear resistance of the material of the central part of the maximum cutting capacity of the drill bit of the fracturing element must exceed, with minimal energy consumption, the wear resistance of the material of its peripheral part is guaranteed if additional conditions of strength are met, because otherwise large particles belong to p. From the formula , as they are directed rocks will not fall into a small gap, but there will be an optimal redistribution of loads between the must come into contact with the material of the matrix and intensively rock-destructive elements placed in it to wear out. well or core-forming part of the sec-

Подрібнений між двома поверхнями породо- торів і породоруйнівними елементами, розміще- руйнівного елемента шлам має великі частки роз- ними в центральній частині секторів. міром уже порядку 0,2-0,3 мм. Вони попадають на При наявності в центральній частині секторів поверхню алмазоносної матриці, де піддаються коронки більшої кількості елементів дещо знижу- остаточному подрібнюванню. Щоб подрібнені час- ється питоме навантаження на один елемент і тки породи потрапили на поверхню матеріалу ма- зменшується його зношування в порівнянні зі зно- триці, між поверхнею матеріалу периферійної час- шуванням породоруйнівних елементів, розміщених тини породоруйнівного елемента і поверхнею у свердловинній або керноутворюючій частині сек- матеріалу матриці повинен бути зазор, що забез- торів. У результаті цього породоруйнівні елементи, печується різницею твердості матеріалу перифе- що розміщені у свердловинній або керноутворюю- рійної частини породоруйнівного елемента і мате- чій частині секторів, зношуються ненабагато шви- ріалу матриці у 1,1-1,3 разу. У випадку, якщо дше породоруйнівних елементів, розміщених в зносостійкість матеріалу центральної частини по- центральній частині секторів, тому утвориться родоруйнівного елемента буде перевищувати зно- клиноподібна форма профілю, що дозволяє більш состійкість матеріалу матриці більше ніж у 3,5-3,9 ефективно передруйнувати моноліт породи. разу, то великі частки шламу будуть проходити На кресленнях проілюстровано пропоновану між двома поверхнями матеріалу породоруйнівних бурову коронку: на фіг. 1 представлений робочий елементів без контакту з ними і попадати на пове- торець коронки, на фіг. 2 - переріз А-А на фіг. 1 рхню матеріалу матриці коронки, піддаючи його (повернено) у збільшеному масштабі. катастрофічному зношуванню. Бурова коронка містить корпус 1 і закріпленуCrushed between two surfaces of bedrock and rock-destructive elements, the location of the destructive element of the slurry has large particles scattered in the central part of the sectors. a measure already of the order of 0.2-0.3 mm. They fall on the surface of the diamond-bearing matrix, where the crowns of a larger number of elements are subjected to a slightly downward final grinding. In order for the crushed material to reach the surface of the material, its wear is reduced in comparison with the matrix, between the surface of the material of the peripheral flaking of the rock-destructive elements placed inside the rock-destructive element and the surface in the borehole or core-forming part section of the matrix material should have a gap that prevents As a result of this, the rock-blasting elements, due to the difference in the hardness of the peripheral material placed in the borehole or core-forming part of the rock-blasting element and the mother part of the sectors, wear out by a little 1.1-1.3 times the matrix svirial. In the event that other rock-destroying elements placed in the wear resistance of the material of the central part of the central part of the sectors, the resulting rock-destroying element will exceed the wedge-like shape of the profile, which allows the material resistance of the matrix to be more than 3.5-3.9 to be effectively destroyed monolith of the rock. once, then large particles of sludge will pass. The drawings illustrate the drill bit proposed between two surfaces of rock-destructive material: in fig. 1 presents the working elements without contact with them and falling on the air of the crown, in fig. 2 - section AA in fig. 1 inch of crown matrix material, exposing it (turned) on a larger scale. catastrophic wear. The drill bit contains housing 1 and is fixed

У випадку, якщо зносостійкість матеріалу пе- на ньому алмазоносну матрицю 2, розділену про- риферійної частини породоруйнівного елемента мивними пазами З на сектори, армовані породо- буде перевищувати зносостійкість матеріалу мат- руйнівними елементами 4-6 у вигляді зносостійких риці менше ніж у 1,1-1,3 разу, то зазори будуть циліндричних вставок із синтетичних алмазів, роз- недостатніми і великі частки будуть скопичуватися міщених в центральній, свердловинній та керноут- під торцем матеріалу матриці, створюючи зашла- ворюючій частині секторів відповідно за схемою мування, що призведе до припалу матриці бурової перекриття, при цьому твердість центральної час- коронки. тини 7 кожного з породоруйнівних елементів 4-6 уIn the event that the wear resistance of the material with a diamond-bearing matrix 2, divided by the peripheral part of the rock-destructive element by washing grooves Z into sectors, reinforced with rock, will exceed the wear resistance of the material by the matrix-destructive elements 4-6 in the form of wear-resistant ridges by less than 1, 1-1.3 times, then the gaps will be insufficient and large particles will be placed in the central, borehole and core out- under the end of the material of the matrix, creating the sealing part of the sectors, respectively, according to the flow scheme, which will lead to to the firing of the matrix of the drilling overlap, while the hardness of the central time- crown. tines 7 of each of the rock-destroying elements 4-6 in

При реалізації в коронці пропонованих розмі- 3,5-3,9 разу, а твердість периферійної їхньої час- рів схеми перекриття забезпечується повне ура- тини 8 у 1,1-1,3 разу перевищує твердість матері- ження всього вибою гірської породи, що руйнуєть- алу 9 матриці 2, при цьому величина перекриття ся, при одночасному однаковому навантаженні на «р» між породоруйнівними елементами 5-6, роз- всі породоруйнівні елементи і, відповідно, рівномі- міщеними у свердловинній або керноутворюючій рне зношування робочого торця коронки. Досить частині секторів і породоруйнівними елементами подрібнені частки зруйнованої породи потім за 4, розміщеними в центральній частині секторів, допомогою промивної рідини виносяться на пове- визначається за наступною залежністю: рхню свердловини.When implemented in the crown of the proposed demarcations, the hardness of the peripheral layers of the overlapping scheme is ensured by 1.1-1.3 times the hardness of the material of the entire outcrop of rock, which destroys 9 of the matrix 2, while the amount of overlap is, with the simultaneous equal load on "p" between the rock-destructive elements 5-6, all rock-destructive elements and, accordingly, equally placed in the well or core-forming pne wear of the working end of the crown . In a sufficient part of the sectors and rock-destructive elements, the fragments of the destroyed rock are then 4, placed in the central part of the sectors, with the help of washing liquid, they are carried to the surface according to the following dependence: the depth of the well.

в- 016- и9(а-а)в- 016- и9(а-а)

Щ 2 У випадку, якщо зносостійкість матеріалу цен- ' тральної частини 7 кожного породоруйнівного де: б - величина перекриття між породоруйнів- елемента буде перевищувати зносостійкість мате- ними елементами 5-6, розміщеними у свердло- ріалу З матриці 2 менше ніж у 3,553,9 разу, а зно- винній або керноутворюючій частині секторів і по- состійкість матеріалу периферійної частини 8 кож- родоруйнівними елементами 4, розміщеними в ного породоруйнівного елемента буде центральній частині секторів, мм; перевищувати зносостійкість матеріалу 9 матриці а - діаметр породоруйнівного елемента, мм; 2 більше ніж у 1 "11,3 разу, зазори будуть недос- а - розмір центральної частини 7 кожного з по- татніми і великі частки шламу будуть накопичува- родоруйнівних елементів 4, що знаходяться в тися під торцем матеріалу 9 матриці 2, створюючи центральній частині секторів, мм; при цьому кіль- рмування, що призведе до припалу матриці кість породоруйнівних елементів 4, що знаходять- й З шо, . ся в центральній частині секторів, в однаковому 4-6 они кор АВ породоруйнівних елементів ступені перевищує кількість породоруйнівних еле- з повинні заоезпечувати постійний процес ого- ментів, що знаходяться як у свердловинній 6, так і лення всіх трьох матеріалів (центральної і пери- у керноутворюючій частині 5 секторів, кількість ферійної частини т, 8 породоруйнівних елементів яких однакова, а загальна кількість породоруйнів- 4-6 і матеріалу 9 матриці 2). Це досягається найбі- них елементів у коронці визначається за наступ- льшою мірою в тому випадку, якщо величина пе- ною залежністю: рекриття «р» між породоруйнівними елементами,Ш 2 In the event that the wear resistance of the material of the central part 7 of each rock-destroying element where: b - the amount of overlap between the rock-destroying elements will exceed the wear resistance of the material elements 5-6 placed in the drill hole Z matrix 2 by less than 3.553, 9 times, and the new or core-forming part of the sectors and the stability of the material of the peripheral part 8 by the self-destructive elements 4 placed at the bottom of the rock-destructive element will be the central part of the sectors, mm; exceed the wear resistance of the material 9 of the matrix a - the diameter of the rock-destroying element, mm; 2 more than in 1 "11.3 times, the clearances will be insufficient - the size of the central part 7 of each with potable and large particles of sludge will accumulate destructive elements 4, which are located under the end of the material 9 of the matrix 2, creating a central part of the sectors, mm; at the same time, the rocking, which will lead to ignition of the matrix of rock-destructive elements 4, which are located in the central part of the sectors, in the same 4-6th grade of AB rock-destructive elements, exceeds the number of rock-destructive elements - with must ensure a constant process of ogments located both in borehole 6 and the lation of all three materials (central and peri- in the core-forming part of 5 sectors, the number of ferial part t, 8 rock-destructive elements of which are the same, and the total number of rock-destructive 4-6 and material 9 of the matrix 2). This is achieved by the whitest elements in the crown is determined by the following measure in the case that the value depends on the dependence: reclosure "p" between destructive elements,

Кк-1Бп-? розміщеними у свердловинній 5 або керноутво- де: К - загальна кількість породоруйнівних рюючій б частині секторів, і породоруйнівними елементів 4, розміщених в центральній, свердло- елементами 4, розміщеними в центральній частині винній 6 та керноутворюючій 5 частинах секторів, секторів буде відповідати співвідношенню 0,16- шт. 1,19 (п. 2 формули). п - кількість секторів у коронці, яка повинна бу- У випадку, якщо співвідношення буде менше ти парною, шт 0,16, то подрібнювання часток породи матеріаломKk-1Bp-? placed in the wellbore 5 or core introduction: K - the total number of rock-destroying elements in the blasting part of the sectors, and rock-destroying elements 4, placed in the central, drilling elements 4, placed in the central part of the wine 6 and core-forming 5 parts of the sectors, the sectors will correspond to the ratio 0 , 16 pcs. 1.19 (item 2 of the formula). n - the number of sectors in the crown, which must be

Пропонована бурова коронка працює так. периферійної частини 8 породоруйнівних елемен-The proposed drill bit works like this. peripheral part of 8 rock-destroying elements

При бурінні осьове навантаження і крутний тів 4-6 буде незначним, основне навантаження момент передаються на сектори алмазоносної прийме на себе матеріал 9 матриці 2, Що в деяких матриці 2 коронки і через неї на породоруйнівні випадках може призвести до утворення кільцевих елементи 4-6. Найбільш твердий матеріал цент- канавок і як наслідок, до передчасного виходу ральної частини 7 породоруйнівних елементів 4-6 інструмента з ладу. Якщо означене співвідношен- передруйнує породу, створюючи мережу макро і ня буде більше 1,19, то значна частина площі кон- мікротріщин. Менш твердий матеріал периферій- такту торця матриці 2 з породою буде перекрита ної частини 8 породоруйнівних елементів 4-6 руй- більше зносостійким матеріалом центральної час- нує породу і великі частки шламу, а алмази мат- тини 7, ніж матеріал 9 матриці 2, і для того, щоб риці 2 безпосередньо завершують процес відбувалося оголення матеріалу породоруйнівних руйнування породи. Передруйнування породи су- елементів 4-6, необхідно буде прикладати додат проводжується малими витратами потужності за кові зусипля, а це може призвести при бурінні осо- рахунок утворення східцевої форми зони пере- бливо твердих порід до підвищення витрати поту- друйнування протягом усього періоду роботи ін- шу на буріння і скривлення бурильних труб. струмента. Завдяки вибору згаданих параметрів аксимальна ріжуча здатність Мах бле за. частки зруйнованої породи зменшеного розміру за при мінімальних енергетичних витратах буде за- допомогою промивної рідини через промивні пази безпечена при дотриманні додаткових умов відпо-When drilling, the axial load and torque 4-6 will be insignificant, the main load of the moment is transferred to the diamond-bearing sectors, material 9 of matrix 2 will take over, which in some matrix 2 crowns and through it on rock-destructive cases can lead to the formation of ring elements 4-6. The hardest material is the cent grooves and, as a result, before the premature exit of the plow part 7 of the rock-destroying elements 4-6 of the tool fails. If the specified ratio is greater than 1.19, then a significant part of the area of con- microcracks. The less hard material of the periphery of the end face of matrix 2 with the rock will be covered by the part 8 of the rock-destructive elements 4-6 with a more wear-resistant material of the central part, which destroys the rock and large particles of sludge, and the diamonds of matrix 7 than the material 9 of matrix 2, and in order for the rivulets 2 to directly complete the process of exposure of rock-destructive rock destruction material. Re-destruction of sub-elements 4-6 rock, it will be necessary to apply a supplement is carried out with small power consumption for metal deposits, and this can lead to an increase in the cost of post-destruction during the entire period of work during drilling, especially due to the formation of a step-shaped zone of excessively hard rocks - shu for drilling and bending of drill pipes. stream Thanks to the selection of the mentioned parameters, the maximum cutting capacity is Mach ble. parts of the destroyed rock of reduced size with minimal energy consumption will be unbaked with the help of washing liquid through the washing grooves, subject to compliance with additional conditions of rest

З виносяться на поверхню свердловини, тому ви- відно до п. 2 формули, оскільки вони спрямовані ключається поява великого шламу, що може ско- на перерозподіл навантажень між породоруйнів- пичуватися в зазорі між алмазами матриці 2, а ними елементами 5-6, розміщеними у свердло- тому і можливість приладів коронки винній або керноутворюючій частині секторів і по-With are brought to the surface of the well, therefore, it can be deduced from item 2 of the formula, since they are directed, the appearance of a large mud, which can cause a complete redistribution of loads between the rock ruins, is found in the gap between the diamonds of matrix 2, and elements 5-6, placed in the drill volume and the possibility of crown devices in the wine or core-forming part of the sectors and after

Якщо зносостійкість матеріалу центральної родоруйнівними елементами 4, розміщеними в частини 7 породоруйнівних елементів 4-6 буде певна частині секторів. . . перевищувати зносостійкість матеріалу 9 матриці ри наявності в центральній частині секторів 2 більше ніж у 3,523,9 разу, а зносостійкість мате- матриці 2 коронки більшої кількості породоруйнів- ріалу периферійної частини 8 кожного породоруй- них елементів 4 знижується питоме навантаження нівного елемента буде перевищувати зносостій- на один породоруйнівний елемент І зменшується кість матеріалу 9 матриці 2 менше ніж у 1,1-1,3 його зношування в порівнянні із зношуванням по- разу, зношування найбільш твердого матеріалу родоруйнівних елементів 5-6, розміщених у сверд- центральної частини 7 породоруйнівних елементів ловинній або керноутворюючій частині секторів. У 4-6 буде відбуватися значно повільніше, ніж менш результаті цього породоруйнівні елементи 5-6, що твердого матеріалу периферійної частини 8 поро- розміщені у свердловинній або керноутворюючій доруйнівних елементів 4-6, і зазор між цими двома частині секторів, зношуються ненабагато швидше поверхнями породоруйнівних елементів 4-6 буде породоруйнівних елементів 4, що розміщені в значним і великі частки шламу будуть відразу по- центральній частині секторів, внаслідок чого утво- падати на поверхню матеріалу 9 матриці 2 та під- рюється клиноподібна форма профілю матриці 2, давати його катастрофічному зношуванню. що дозволяє більш ефективно передруйнувати моноліт породи.If the wear resistance of the material of the central rock-destroying elements 4 placed in part 7 of the rock-destroying elements 4-6 will be a certain part of the sectors. . . exceed the wear resistance of the material 9 of the matrix of the presence in the central part of sectors 2 by more than 3,523.9 times, and the wear resistance of the material of the matrix 2 of the crown of a larger amount of rock-destructive material of the peripheral part 8 of each rock-destructive element 4 decreases, the specific load of the element will exceed the wear resistance for one rock-destroying element I, the strength of the material 9 of the matrix 2 decreases by less than 1.1-1.3 its wear in comparison with the wear and tear, wear of the hardest material of the rock-destroying elements 5-6, located in the central part of the drill 7 rock-destroying elements fishing or core-forming part of sectors. In 4-6, it will happen much more slowly than less. As a result of this, the rock-destructive elements 5-6, that of the solid material of the peripheral part 8 are placed in the borehole or core-forming pre-destructive elements 4-6, and the gap between these two parts of the sectors, are worn out much faster by the surfaces rock-destructive elements 4-6 will be rock-destructive elements 4 placed in significant and large particles of sludge will be immediately in the central part of the sectors, as a result of which they will fall on the surface of material 9 of matrix 2 and undermine the wedge-shaped profile of matrix 2, giving it a catastrophic wear and tear which allows more effective destruction of the monolith of the rock.

При дотримуванні умов згідно з п. З формули, де: Кк - загальна кількість породоруйнівних коли кількість породоруйнівних елементів 4, що елементів 4-6, розміщених в центральній, сверд- знаходяться в центральній частині секторів в од- ловинній та керноутворюючій частині секторів, шт.; наковому ступені перевищує кількість породоруй- п - кількість секторів у коронці, яка повинна бу- нівних елементів, що знаходяться як у свердло- ти парною, шт.; бурова коронка зношуватиметься винній б, так і у керноутворюючій частині 5 більш рівномірно, без утворення кільцевих канавок секторів, кількість яких однакова, при цьому зага- як по зовнішньому, так і внутрішньому діаметрам, і льна кількість породоруйнівних елементів 4-6 у тим самим стає можливим уникнути підвищення коронці визначається за наступною залежністю: витрат потужності.In compliance with the conditions in accordance with Clause C of the formula, where: Kk is the total number of rock-destructive elements when the number of rock-destructive elements is 4, that elements 4-6, located in the central part of the well, are located in the central part of the sectors in the head-end and core-forming part of the sectors, units .; to the highest degree exceeds the number of rock fragments - the number of sectors in the crown, which must be of basic elements, which are located as in the paired drill, pc.; the drill bit will wear out more evenly in the core-forming part 5, without the formation of ring grooves of sectors, the number of which is the same, and the total number of rock-destructive elements 4-6 in the same way becomes it is possible to avoid raising the crown is determined by the following dependence: power consumption.

К-1,5п-2, ! й пK-1,5p-2, ! and p

В й яв А-А ри щьчи ви в ов, ЧИV y yav A-A ry shchchi you v ov, CHI

КИ чив а ех ІВ | ач 1 5 сс У Д ; о і й и У і шо Ж ож, ща йKY chiv a eh IV | ach 1 5 ss U D ; o i y y y y yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy

В ен ВАН ис ня нн НН как ЯIn the VAN there is no NN as I

А Фіг. 1 Фіг. 7And Fig. 1 Fig. 7

Комп'ютерна верстка Л. Купенко Підписне Тираж 23 прим.Computer layout L. Kupenko Signature Circulation 23 approx.

Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, УкраїнаState Intellectual Property Service of Ukraine, st. Urytskogo, 45, Kyiv, MSP, 03680, Ukraine

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601SE "Ukrainian Institute of Industrial Property", str. Glazunova, 1, Kyiv - 42, 01601