БУРОВАЯ КОРОНКА

Предложение относится к оборудованию для колонкового бурения преимущественно пород средней твердости, а именно - к буровым коронкам с породоразрушающими твердосплавными пластинками.
Такие буровые коронки известны, например, из следующих источников: ГОСТ СССР 11108-70 «Коронки твердосплавные для колонкового бурения», черт. 8; Буровой инструмент для геолого-разведочных скважин. Справочник, под ред. Корнилова Н.И., М., «Недра», 1990, с.175-196; патенты РФ №2039190 Е 21 В 10/02 1995, №2069733 Е 21 В 10/02 1996 и другие.
Наиболее близким аналогом можно считать буровую коронку по ГОСТ СССР 11108-70 «Коронки твердосплавные для колонкового бурения», черт. 8. Эта коронка содержит корпус с резьбой, резцы, которые установлены в пазах корпуса, твердосплавные пластинки, закрепленные в резцах посредством пайки, оберточную и установочную пластины.
Однако эксплуатационная прочность, а, следовательно, ресурс работы такой буровой коронки ограничиваются недостаточной жесткостью и точностью установки резцов и твердосплавных пластин. При этом велика трудоемость установки резца в сборе, поскольку в процессе сборки оберточную и установочную пластины вынуждены прихватывать электросваркой.
Предложение направлено на создание буровой коронки с высокими эксплуатационными характеристиками и технологичной в изготовлении.
Технический результат, на достижение которого направлено данное решение, состоит в повышении эксплуатационной прочности и ресурса работы буровой коронки за счет повышения жесткости и точности установки
резцов и твердосплавных пластинок, а также в упрощении установки резца в сборе.
Для этого резцы с тыльной стороны выполнены с продольными выступами, фиксирующими резцы относительно корпуса в радиальном направлении, а оберточная и установочная пластины выполнены в виде скоб, концы которых охватывают указанные выступы резцов.
Выступы исключают смещение резцов в пазах корпуса, что повышает точность их установки и способствует жесткости конструкции. Это влияет на увеличение эксплуатационной стойкости и ресурса работы буровой коронки. Фиксация скоб оберточной и установочной пластин на выступах резцов обеспечивает точность и жесткость установки в резцах твердосплавных пластинок без необходимости прихватывания электросваркой оберточной и установочной пластин.
Дополнительное отличие буровой коронки состоит в том, что боковая наружная поверхность резцов выполнена со скосом (п. 2 формулы). Это уменьшает трение буровой коронки со скважиной, что способствует повышению ресурса ее работы.
Другое отличие заключается в выполнении наружной поверхности корпуса с кольцевой проточкой. Такое выполнение увеличивает ресурс работы буровой коронки, поскольку при износе некоторых твердосплавных пластинок буровая коронка продолжает работать определенное время до заклинивания в скважине.
Согласно п.4 формулы наружный диаметр корпуса от его торца до оснований резцов выполнен большим, чем наружный диаметр корпуса от оснований резцов до резьбы корпуса. Это конструктивное отличие также способствует уменьшению трения корпуса со скважиной и снижению вероятности заклинивания, что повышает эксплуатационную прочность и ресурс работы коронки.
В соответствии с п.5 формулы резцы закреплены в пазах корпуса и твердосплавные пластинки закреплены в резцах посредством пайки токами высокой частоты. Под действием токов высокой частоты происходит упрочняющая термообработка паяных соединений, что по сравнению с традиционной электропайкой повышает эксплуатационную прочность и ресурс работы буровой коронки.
Буровая коронка после пайки может быть подвергнута дробеструйной или пескоструйной обработке (п. 6 формулы), благодаря которой за счет наклепа наружных поверхностей повышается устойчивость к истиранию при работе. Кроме того, при такой обработке места паяных соединений буровой коронки очищаются от излишков припоя, что улучшает внешний вид изделия и создает условия для визуального контроля качества пайки.
Патентуемая буровая коронка поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид коронки по А-А; на фиг.2 - то же, в плане.
Буровая коронка содержит корпус 1 с резьбой 2, в пазах 3 которого установлены и закреплены посредством пайки десять резцов 4. В резцах посредством пайки закреплены твердосплавные пластинки 5. Одни резцы 4 имеют по три твердосплавные пластинки, другие резцы - по четыре твердосплавные пластинки. Кроме того, на каждом резце имеются оберточная пластина 6 и установочная пластина 7, которые используются при сборке резцов с твердосплавными пластинками.
Резцы с тыльной стороны выполнены с продольными выступами 8, фиксирующими резцы относительно корпуса 1 в радиальном направлении. Каждый резец с тыльной стороны имеет по два выступа 8 по всей высоте резца, расстояние между которыми приблизительно равно толщине стенки корпуса. Этим обеспечивается фиксация резцов относительно корпуса в радиальном направлении, чем достигается точность их установки и жесткость конструкции. Оберточная 6 и установочная 7 пластины выполнены в виде скоб, концы которых охватывают выступы 8 резцов.
Боковая наружная поверхность каждого резца выполнена со скосом 9.
Наружная поверхность корпуса выполнена с кольцевой проточкой 10, расположенной между основаниями резцов 4 и резьбой 2 корпуса.
1
2
1
2
Наружный диаметр корпуса от его рабочего торца до оснований резцов (Д) выполнен большим, чем наружный диаметр остальной части корпуса (Д), то есть Д больше Д.
Резцы могут быть установлены в корпусе с передним углом резания (а) 1-3° к образующей корпуса (на чертеже не показано). Такая геометрия может способствовать повышению эксплуатационной стойкости за счет некоторого изменения угла встречи пластинок 5 с забоем и уменьшением тем самым их износа.
При изготовлении буровой коронки резцы 4 устанавливают в пазы 3 корпуса так, что резцы благодаря выступам 8 точно и жестко фиксируются относительно корпуса. Твердосплавные пластинки монтируют на резцах с помощью установочной 7 и оберточной 6 пластин, которые огибают конфигурацию резцов, а концы этих пластин охватывают выступы 8 резцов, удерживая тем самым твердосплавные пластинки, подготовленные для пайки.
Пайку резцов в пазах корпуса и твердосплавных пластинок в резцах производят токами высокой частоты.
После пайки буровую коронку подвергают дробеструйной или пескоструйной обработке, что улучшает внешний вид коронки и позволяет визуально контролировать качество пайки.
При работе патентуемая коронка имеет более высокую эксплуатационную прочность и повышенный ресурс работы за счет точной и жесткой установки резцов в пазах корпуса и твердосплавных пластинок в резцах, уменьшения трения и истирания корпуса коронки, увеличения времени до заклинивания коронки при износе некоторых твердосплавных
пластинок, упрочнения наружной поверхности коронки и паяных соединений.