Буровая коронка

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ъЮ 5)5 Е 21 В 10/02 САНИЕ БРЕТЕН ЛЬСТВ ьскии(54) БУРОВАЯ К (57) Изобретени жин. Цель изоб тивности работ плоскостей реэ забоя от шлама ющие элементы 0 с,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1120736, кл. Е 21 В 10/02, 1983. ОРОНКАе относится к бурению скваретения - повышение эффекы коронки путем увеличения ания и более лучшей очистки , Для этого породоразруша расположены на одной из диагоналей 6 по касательной к окружности, проходящей через точку пересечения диагоналей 6 параллелепипеда. Режущая кромка 8 одного из двух элементов 5, размещенных на одной окружности в смежных секторах, направлена в сторону наружной поверхности коронки, другого - в сторону центра коронки, Ширина С ступени сектора и длина В режущей кромки элемента 5, расположенного на этой ступени, связаны следующим соотношением: С =1,5 В-(0,21,5) мм, где 0,21,5 - величина бокового вылета элементов 5 из ступени, мм. В силу специфичности расположения элементов 5 они могут само- настраиваться на оптимальный режим резания в зависимости от твердости разбуриваемых пород по интервалу скважины, 4 ил.ХИзобретение относится к бурению, а именно к коронкам для бурения скважин с гидротранспортом керна,Целью изобретения является повышение эффективности работы коронки путем увеличения плоскостей резания и более лучшей очистки забоя от шлама.На фиг.1 показана буровая коронка; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг,3 - узел на фиг.2; на фиг.4 - рас етная схема,Буровая коронка содержит корпус,1 с рабочим торцом 2. На нем закреплены рабочие ступенчатые секторы 3 с возможностью образования концентрических окружностей. Между боковыми поверхностями секторов 3 расположены шламоотводящие каналы 4. На секторах 3 расположены зубчатые породоразрушающие элементы 5 в виде прямоугольных усеченных параллелепипедов, Одна из диагоналей 6 породоразрушающего элемента 5 расположена по касательной к окружности, проходящей через точку 7 пересечения диагоналей параллелепипеда, а режущая кромка 8 одного из двух породораэрушающих элементов 5, размещенных на одной окружности в смежных секторах, направлена в сторону наружной поверхности коронки, а другого - в сторону центра коронки, Ширина С ступени сектора 3 и длина В режущей кромки 8 связаны соотношением; С=1,5 В -(0,2.1,5), мм, где 0,2,1,5 - величина бокового вылета породоразрушающих элементов из ступени, мм,Рассматривая схему расположения двух совмещенных элементов 5, можно сделать вывод, что основание Е равнобедренного треугольника, длина каждой из боковых сторон которого равна длине В, режущей кромки 8 породоразрушающего элемента 5 соответствует ширине кольцевого забоя, разрушаемой элементами 5, расположенными на одной концентрической окружности. Значение Е может быть определено из подобия геометрических фигур АО 1 АО ОО 1 АРЪоо Откуда 2 АО 1 АО ОО 1 2 АО 1 АО доГ доПоскольку для обеспечения нормального процесса бурения Е должно быть больше С на величину 1, равной боковому выпуску резцов из тела ступенек, принимаемой в со 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ответствии со сложившейся практикой, то можно записать, что ширина ступенек связана с Е следующим соотношением:С=Е -1,где Е - длина основания равнобедренного треугольника, в котором каждая из боковых сторон равна длине В лезвия породоразрушающего элемента;1 = 0,21,5 - величина бокового выпуска элементов из концентрических ступенек, мм.Коронка работает следующим образом.Под действием осевого усилия и крутящего момента породоразрушающие элементы 5 производят разрушение породы забоя, которая с потоком очистного агента по шламовыводящим каналам 4 поступает в центральное отверстие коронки, а затем - в полость внутренних труб двойной колонны, При этом благодаря попеременному совмещению диагоналей поперечного сечения элементов с касательной концентрической окружности, которое создает попеременный поворот режущих кромок 8 относительно направления вращения, обеспечивается интенсификация принудительного удаления шлама в противоположные стороны, снижая тем самым возможность его повторного переизмельчения резцами, расположенными на одной концентрической окружности, что, в конечном итоге, повышает эффективность процесса разрушения забоя и снижает торцовый износ резцов.Кроме того, такая установка породоразрушающих элементов, при которой плоскости наибольшей жесткости совпадают с диагональю, совмещенной с касательными к концентрическим окружностям, повышает их стойкость к ударным нагрузкам и, как следствие, возрастает ресурс коронки при бурении даже в трещиноватых и резко перемежающихся по твердости породах,Поскольку концы режущих кромок 8 элементов 5 при каждом повороте диагоналей совпадают в одной точке на касательной к концентрической окружности, то всегда обеспечивается полное перекрытие ими по ширине Е в каждой плоскости ступенчатого разрушения забоя,В силу специфичности расположения породоразрушающих элементов они могут самонастраиваться на оптимальный режим резания в зависимости от твердости разбуриваемых пород по интервалу скважины. Ширина срезаемого слоя породы каждым из элементов 5, расположенных на одной концентрической окружности, имеет максимальное значение, равное Е, при бурении в мягких породах и минимальное, приближа 1640333Еясь к - , при бурении в твердых породах. Во втором случае за счет уменьшения ширины 5 среза автоматически повышается удельная нагрузка на режущую кромку 8 элемента 5 с одновременным двукратным увеличением плоскостей резания на ширине Е,что является наиболее эффективным при бурении в 10 твердых породах.Исходя из расположения породоразрушающих элементов, ширина С кольцевого выступа задается изначально с учетом поперечных размеров по выражению (1), 15Формула изобретенияБуровая коронка, содержащая корпус с рабочим торцом, рабочие ступенчатые сектора, закрепленные на рабочем торце корпуса с возможностью образования 20 ступенями концентрических окружностей, шламоотводящие каналы, расположенные между боковыми поверхностями секторов, и зубчатые породоразрушающие элементы25 в виде прямоугольных усеченных параллелепипедов, расположенных на рабочих секторах, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы коронки путем увеличения плоскостей резания и более лучшей очистки забоя от шлама, породоразрушающие элементы расположены одной из диагоналей по касательной к окружности, проходящей через точку пересечения диагоналей параллелепипеда, а режущей кромкой одного из двух породоразрушающих элементов, размещенных на одной окружности в смежных секторах, на направленной в сторону наружной поверхности коронки, а другого - в сторону центра коронки, причем ширина С ступени сектора и длина В режущей кромки породоразрушающего элемента, расположенного на этой ступени, связаны следующим соотношением: С=1,5 В- (0,21,5), мм, где 0,21,5 - величина бокового вылета породоразрушающих элементов из ступени, мм.1640333 иг Составитель А.Скалуновехред М.Моргентал Н.Рогулич Т Корректор Л.Патай Реда аказ 1005 Тираж 376 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101