БУРОВАЯ КОРОНКА
DRILLING BIT

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, предназначенным для разрушения, преимущественно абразивных и перемежающихся по твердости пород.
Известна буровая коронка, включающая корпус с породоразрушающими вставками, состоящими из опорной пластины, основных керно- и скважинообразующих резцов со ступенчатым расположением и со смещением основных керно- и скважинообразующих резцов в радиальной плоскости (см. авт. св. СССР №530941, кл. Е21В 10/02, 1976 г.).
К недостаткам данной коронки следует отнести сложность монтажа вставок в гнездах корпуса, что неминуемо снижает качество изделий и их технико-экономические показатели.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая короночное кольцо с пазами на торце, в которых закреплены породоразрушающие вставки, содержащие твердосплавные резцы, закрепленные на передней грани опорной пластины посредством оберточной и установочной пластин (см. Корнилов Н.И. и др. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин. М., Недра, 1979 г, с.171-175).
Недостатком этой коронки является неоправданно высокая металлоемкость твердосплавных резцов из-за наличия у них специальных технологических приливов на нерабочем торце, используемых исключительно только при креплении резцов в процессе пайки. Учитывая высокую стоимость твердого сплава, наличие указанных приливов ведет к значительному удорожанию буровых коронок. Кроме того, получение твердосплавных резцов такой формы требует использования специальных сложных форм пресс-форм, что также увеличивает трудоемкость их изготовления. Все это ведет к удорожанию стоимости коронок. Другим недостатком известной коронки является сравнительно низкая производительность из-за поломок твердосплавных резцов, связанных с внутренними напряжениями, возникающими при изготовлений резцов сложной формы.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является снижение стоимости буровых коронок и повышение их технико-экономических показателей.
Указанный технический результат достигается тем, что в буровой коронке, содержащей короночное кольцо с пазами на торце, в которых закреплены породоразрушающие вставки, содержащие твердосплавные резцы, закрепленные на передней грани опорной пластины посредством оберточной и установочной пластин, согласно изобретению оберточная пластина выполнена с выступами, расположенными со стороны рабочего торца коронки с возможностью взаимодействия с рабочими торцами твердосплавных резцов, при этом количество выступов на торце каждой оберточной пластины соответствует числу резцов во вставке.
Решению поставленной задачи способствует также и то, что:
- установочная пластина выполнена за одно целое с оберточной пластиной и имеет вид гофрированной ленты с пазами и площадкой под твердосплавные резцы, при этом площадка расположена между оберточной пластиной и гофрированной лентой;
- хвостовики твердосплавных резцов по всей длине выполнены с одинаковым поперечным сечением;
- выступы оберточной пластины в рабочем положении смещены относительно режущей кромки твердосплавных резцов в сторону, противоположную забою.
Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает общий вид коронки в разрезе, фиг.2 - оберточную пластину предложенной формы в увеличенном масштабе; на фиг.3 - фрагмент буровой коронки, вид со стороны рабочего торца; на фиг.4 - вставка в увеличенном масштабе
Буровая коронка включает короночное кольцо 1 с продольными промывочными пазами 2 и радиальными пазами 3 на торце, в которых закреплены породоразрушающие вставки 4. Последние содержат твердосплавные резцы 5, закрепленные на передней грани опорной пластины 6 посредством оберточной 7 и установочной пластин 8. Установочные пластины выполнены в виде гребенки и служат для ориентировки резцов 5. Оберточная пластина 7 выполнена с выступами 9, расположенными со стороны рабочего торца коронки с возможностью взаимодействия с рабочими торцами 10 твердосплавных резцов 5. При этом количество выступов 9 на торце каждой оберточной пластины 7 соответствует числу резцов 5, используемых в той же вставке 4. Хвостовики 16 всех твердосплавных резцов 5 выполнены по всей длине с одинаковым поперечным сечением, что значительно сокращает расход дорогостоящего твердого сплава и улучшает технологию изготовления резцов 5, что достигается благодаря применению более простых пресс-форм. Это повышает также и качество получаемых изделий и значительно снижает стоимость буровых коронок. Для предохранения выступов 9 оберточной пластины 7 от отрыва они смещены относительно режущей кромки 11 твердосплавных резцов 5 в сторону, противоположную забою.
Предусмотрен вариант выполнения буровой коронки, в которой установочные пластины 6 (см. фиг.2) выполнены за одно целое с оберточной пластиной в виде гофрированной ленты 12 с продольными пазами 13 и площадкой 14 под твердосплавные резцы 5. При этом площадка 14 расположена между оберточной пластиной 7 и гофрированной лентой 12, которая сама расположена на противоположном торце оберточной пластины 6 относительно выступов 9. При этом высота гофр должна быть равна (0.9-1.1) толщины твердосплавных резцов 5, что гарантирует надежную фиксацию резцов 5 благодаря контакту их по всей боковой поверхности. Ширина площадки 14 должна быть не менее толщины резцов 5 для обеспечения надежной фиксации их в вертикальной плоскости. Такое выполнение вставки 4 позволяет исключить установочную пластину 8 как отдельный элемент, что упрощает технологию ее монтажа. Выполнение оберточной пластины 6 с участком в виде гофрированной ленты 12 обеспечивает четкую фиксацию резцов 5 от их смещения в радиальном направлении. Этому способствует и наличие площадки 14, на которую опирается резец 5.
Изготовление буровой коронки осуществляется следующим образом. Опорная 6, установочная 8 и оберточная 7 пластины изготавливаются с использованием специальной заготовки пресс-автоматом. По первому варианту во внутрь оберточной пластины 7 устанавливаются опорная 6 и установочная 8 пластины. Затем в пазах установочной пластины 8 размещают твердосплавные резцы 5 и осуществляют окончательный зажим резцов 5 лепестками 15 оберточной пластины 6 в горизонтальной плоскости и выступами 9 в вертикальной плоскости. Готовые вставки 4 устанавливают в радиальных пазах 3 короночного кольца 1 и крепят их с короночным кольцом 1 методом пайки окунанием в специальные ванны. При этом благодаря использованию оберточных пластин 6 с выступами 9 резцы 5 надежно удерживаются во вставках 4 от осевого перемещения и выпадения в ванну с припоем. По второму варианту, когда оберточные пластины 7 выполнены за одно целое с установочными 8 в виде гофрированной ленты 12, резцы 5 устанавливают в продольных пазах 13 гофрированной ленты 12 с упором на площадки 14 и совместно с опорной пластиной 6 фиксируют с одного торца гофрированной лентой 12, а с другого торца - выступами 9. После этого резцы 5 вместе с опорной пластиной 6 зажимают лепестками 15 оберточной пластины 6 и окончательно крепят, как и в первом случае, пайкой окунанием в ванну с припоем.
Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента резцы 5 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится с забоя промывочной жидкостью, прокачиваемой насосами через бурильную колонну и короночное кольцо 1, выносится на поверхность через промывочные пазы 2 и далее через затрубное пространство к устью скважины.
Применение предложенной коронки позволяет значительно снизить расход твердого сплава, упростить технологию изготовления резцов, повысить их качество, а тем самым повысить эффективность ее работы и снизить стоимость буровых работ.