БУРОВАЯ КОРОНКА
DRILLING BIT

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по абразивным породам.
Известна коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с перьями, армированными твердосплавными вставками (ТСВ) и разделенные между собой радиальными пазами, и продувочными каналами, сообщающими полость корпуса с радиальными пазами (см. п. РФ №2004757, кл. Е21В 10/36, 1993 г.).
Существенным недостатком данной коронки является высокая энергоемкость процесса разрушения породы из-за недостаточной эффективности очистки забоя от разрушенной породы и значительный расход дорогостоящего твердого сплава.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку, армированную цилиндрическими ТСВ (см. патент РФ №2351742, кл. Е21В 10/36, 2008 г.).
Данная коронка обеспечивает по сравнению с аналогом более высокий кпд при разрушении горных пород благодаря эффективному удалению шлама с забоя скважины.
К недостаткам прототипа следует отнести сравнительно малую эффективность при бурении по абразивным породам и значительный расход дорогостоящего твердого сплава, большая часть которого остается неиспользованной.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки при бурении по абразивным породам и снижение расхода твердого сплава.
Указанный технический результат достигается тем, что буровая коронка, содержащая полый корпус с очистными каналами, присоединительный хвостовик и рабочую головку, армированную цилиндрическими ТСВ, согласно изобретению, снабжена дополнительными вертикально закрепленными на боковой поверхности рабочей головки калибрующими ТСВ, при этом основные ТСВ ориентированы своей боковой поверхностью параллельно горизонтальной плоскости, а концевые участки их со стороны стенок скважины имеют уступы для взаимодействия с концевыми участками дополнительных ТСВ.
Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид выполнения буровой коронки во фронтальной плоскости; фиг.2 - вид со стороны рабочего торца.
Буровая коронка содержит корпус 1 с очистными каналами 2, присоединительный хвостовик 3 и рабочую головку 4, армированную ТСВ 5. Коронка оснащена дополнительными калибрующими ТСВ 6, закрепленными вертикально на боковой поверхности рабочей головки 4. При этом основные ТСВ 5 имеют форму цилиндра и ориентированы своей боковой поверхностью 7 параллельно горизонтальной плоскости, а концевые участки их со стороны стенок скважины имеют уступы 8 для взаимодействия с концевыми участками дополнительных ТСВ 6. Основные ТСВ 5 могут быть выполнены в виде нескольких вставок, установленных в пазу 9 на торце рабочей головки 4 и разделены прокладками (не показаны) из мягкого металла, например меди. Паз 9 выполнен единым для всех вставок 5, расположенных в одной диаметральной плоскости, что упрощает технологию изготовления коронки. С целью повышения надежности крепления вставок 5 высота выступающей части их над торцом рабочей головки 4 должна быть меньше диаметра вставок. Дополнительные ТСВ 6 установлены в вертикальных пазах 10 и жестко закреплены с рабочей головкой 4 с возможностью контакта с уступом 8 основных ТСВ 5. Такое соединение образует стопор для основных ТСВ 5, предотвращая их радиальное смещение, что может привести к выходу коронки из строя.
Коронка работает следующим образом. Под действием крутящего момента и ударной осевой нагрузки ТСВ 5 внедряется в породу и разрушает ее. Образующийся при этом шлам выносится с забоя очистным агентом, подаваемым через каналы 2. При бурении по абразивным породам часто наблюдаются усиленный износ коронки по наружному диаметру, что ведет к законушению скважины. Для исключения этого явления в предложенной коронке используются дополнительные калибрующие элементы 6, которые кроме калибровки стенок скважины предотвращают радиальное смещение основных ТСВ 5 под действием динамических осевых нагрузок, ведущих к расшатыванию прессового соединения вставок 5 со стенками паза 9 рабочей головки 4. Благодаря горизонтальной схеме расположения основных ТСВ 5 достигается кратное увеличение к. п.д. использования вооружения коронки, что значительно снижает себестоимость 1 метра бурения. Кроме того, такая схема установки ТСВ благоприятно сказывается на проходке буровой коронки благодаря увеличенному контакту опоры вставок в виде полуцилиндра с рабочей головкой 4. Это снижает удельные нагрузки на контакте ТСВ - стенки паза 9 и тем самым увеличивается срок работы ТСВ.
Применение предложенной коронки обеспечивает увеличение проходки за счет более полного использования ее вооружения и удельного сокращения расхода твердого сплава и как следствие этого - снижение стоимости буровых работ.