Породоразрушающий инструмент

(57) Изобпром-стинии скважра кернание эффекшающего и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт экономики минерального сырья и геологоразведочных работ (72) В.М,Питерский, Н,М,Панин,Л.Н.Думки, Е.И,Суслов, В.А,Кирсанов, 1 О.Е.Будюков, В.Г,Савостьянов и В,Ф.Сорокин(56) Авторское свидетельство СССР 9 468987, кл. Е 21 В 10/42, 1973.Авторское свидетельство СССР 11 1357534, кл. Е 21 В 10/48, 1985. ДОРАЗРУША 101 ЦИЙ ИНСТРУМЕНТ ретение относится к горной и м.б. использовано при буре ин с отбором или без отбоЦель изобретения - повышетивности работы породоразрунструмента (11 Р) за счет)4 Е 21 В 10/48, 10/4 21 снижения энергоемкости процесса разрушения породы. Корпус 1 ПРИ имеет рабочие узлы 5, торцовые и боковые поверхности которых армированы соответственно износостойкими вставками 6 и калибрующими элементами (КЭ) 7, Вставки 6 на торцовой поверхности ус-. тановлены концентрично и с радиальны.- ми зазорами одна относительной другой. .количество КЭ 7 на наружной поверхности по крайней мере нескольких рабочих узлов 5 различно. Благодаря концентричному расположению вставок 6 на забое образуются выступы, которые эААективно разрушаются радиальными усилиями создаваемыми КЭ 7 при ихУФ контакте со стенками скважины, Так как количество КЭ 7 на рабочих узлах различно, различной будет реакция со стороны стенок скважины, а следовательно, 11 РИ будет находиться в неуравновешенном, состоянии и совершать ра- Б диальные перемещения. 6 ил.14954273Изобретение относится к горной промышленности, а именно к породораэ" рушающему инструменту, и может быть использовано при бурении скважин как, с отбором, так и без отбора керна.Цель изобретения - повышение эффективности работы породоразрушающего инструмента за счет снижения энерго- емкости процесса разрушения породы. 1011 а Фиг. изображен породораэрушаю щий инструмент в виде алмазной коронки, обпий вид, на фиг.2 - вид коронки со стороны рабочего торца; нафиг,3-, схема действия сил на коронку в горизонтальной плоскости; на фиг.4 - породоразрушающий инструмент в виде лопастного долота, общий вид; на Фиг.5-впдАна Фиг,4; на фиг,б - вид Б на Фиг,4; 20Породоразрушающий инструмент в ви де коронки содержит корпус 1 с присо" единительной резьбой 2 и матрицу 3, разделенную промывочными пазами 4 на отдельные рабочие узлы (секторы) 5, торцы которых армированы иэносостой" кими вставками 6 из синтетических или естественных алмазов, а боковые поверхности в . скважино- и кернока,30 либрующими элементами 7 и 8. Износо-стойкие вставки б на торце всех секторов 5 установлень 1 концентрично и с радильным зазором в виде кольцевых пазов 9 одна относительно другой, причем количество кольцевых пазов 35 9 выбирается в зависимости от диаметра коронок и ширины матрицы 3. Дно пазов 9 может армироваться дополнительными режущими элементами ба. Часть секторов 5 коронки имеет различ"40 ную оснащенность калибрующими элементами 7 и 8. Секторы 5 а и 5 б вьполнены с большим количеством скважинокалиб 1. рующих элементов 7, а диаметрально противоположные секторы 5 в и 5 г - с меньшим 45 количеством элементов 7 по сравнению с "нейтральными" секторами 5 д и 5 ж, Причем секторы 5 а и 5 б большим количеством скважинокалибрующих элементов 7 являются смежными, т,е. они от-;50 носительно диаметральной плоскости 10, проходящей через "нейтральные" секторы 5 д и 5 ж, сгруппированы по одну сторону, а секторы 5 в и 5 г с меньшим количеством элементов 7 - по 55 другую сторону. Однако возможна и другая схема расположения секторов 5, чапрнмер чередование секторов с большим и меньшим количеством калибрующих элементов 7, При этом секторы 5 а и 5 б оснащены меньшим количеством кернокалибрующих элементов 8 посравнению с секторами 5 в и 5 г, что повышает вероятность сохранения керна от сколаПородоразрушающий инструмент в виде лопастного долота включает корпус 1, рабочие узлы ( ступенчатые лопасти)5, армированные износостойкими вставками 6 из твердого сплава, уста-. новленными наклонно на передней грани лопастей 5. Корпус 1 выполнен с шестигранным штыревым замком 11 для соединения с бурильной колонкой. Боковые поверхности лопастей 5 оснащены калибрующими элементами 7, количество которых, по крайней мере, на нескольких лопастях различно, При этом износостойкие вставки 6 на каждой ступени всех лопастей установлены концентрично по схеме с неперекрытым забоем.Принцип работы породоразрушающего инструмента заключается в следующем.Под действием крутящего момента и осевой нагрузки износостойкие вставки 6 внедряются в породу и разрушают ее. Благодаря концентрическому расположению вставок 6 на забое образуются выступы, которые эффективно разрушаются радиальными усилиями, создаваемыми калибрующими элементами 7 при их контакте со стенками скважины. Так как количество калибрующих элементов на рабочих узлах 5 (секторах и лопастях) различно, то различной будет и реакция со стороны стенок скважины, а следовательно, породоразрушающий инструмент будет находиться в неуравновешенном состоянии и совершать в процессе работы радиальные перемещения. Для усиления этоге эффекта внутренние боковые грани рабочих узлов 5 с большим количеством калибрующих элементов 7 на наружной поверхности могут выполняться без калибрующих элементов 8 или же с меньшим количеством, чем другие рабочие узлы, Это относится к лородоразрушающему инструменту в виде буровой коронки, Однако подобная армировка может быть использована и в лопастных долотах.Предлагаемая схема вооружения лородораэрушающего инструмента обеспечи 1495427вает разрушение породы в режиме крупного скола, что значительно снижает энергоемкость процесса разрушения, Это позволяет повысить проходку на5 породоразрушающий инструмент и механическую скорость бурения. Формула изобретения1 ОПородоразрушающий инструмент, содержащий корпус с рабочими узлами, торцовые и боковые поверхности которых армированы соответственно износо 15 стойкими вставками и калибрующимиэлементами, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эКективности его работы за счет сниженияэнергоемкости разрушения породы, износостойкие вставки на торцовой поверхности всех рабочих элементов установлены концентрично и с радиальными зазорами одна относительно другой,при этом количество калибрующих элементов на наружной поверхности покрайней мере нескольких рабочих узловразлйчно,1495427 Фиг ставитель А.Хроминхред А,Кравчук рректРР О Кравцова р Л.Зайце Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 1 4223/28 Тираж 514Государственного комитета и113035, Иосква, Ж" Подписное изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР5, Рауюская наб., д. 4/5