Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2473772

(19)

RU

(11)

2473772

(13)

C1

(51) МПК E21B10/46 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

На основании пункта 1 статьи 1366 части четвертой Гражданского кодекса Российской Федерации патентообладатель обязуется заключить договор об отчуждении патента на условиях, соответствующих установившейся практике, с любым гражданином Российской Федерации или российским юридическим лицом, кто первым изъявил такое желание и уведомил об этом патентообладателя и федеральный орган исполнительной власти по интеллектуальной собственности.

(21), (22) Заявка: 2011143275/03, 27.10.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

27.10.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 27.10.2011

(45) Опубликовано: 27.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: SU 1093783 A1, 23.05.1984. SU 596709 A1, 05.03.1978. SU 1640342 A1, 07.04.1991. SU 1553645 A1, 30.03.1990. SU 1476102 A1, 30.04.1989. RU 108792 U1, 27.09.2011. JP 7306069 A, 21.11.1995. US 4915182 A, 10.04.1990. US 4056152 A, 01.11.1977.

Адрес для переписки:

123182, Москва, ул. Авиационная, 68, кв.490, Н.М. Панину

(72) Автор(ы):

Кононов Виктор Михайлович (RU),

Щербак Евгений Николаевич (RU),

Захаров Юрий Никитович (RU),

Панин Николай Митрофанович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Панин Николай Митрофанович (RU)

(54) КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по монолитным твердым породам. Она содержит корпус с очистными каналами, разделяющими торец коронки на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами. Скважино- и кернообразующие резцы расположены в передней и задней части сектора центральными резцами большего диаметра с большим вылетом и со скошенной вершиной. При этом, по меньшей мере, часть скважино- и кернообразующих резцов выполнена с клиновидной рабочей головкой, лезвия которых в каждом секторе ориентированы под разным углом к радиусу коронки. Резцы с клиновидной и полусферической рабочей головкой в каждом секторе установлены с чередованием по ходу вращения коронки. Хвостовики центральных резцов установлены с положительным углом наклона - , определяемым по формуле: = +(1-5)°, где - угол скоса вершины центральных резцов. Такое выполнение коронки позволяет увеличить эффективность разрушения и значительно снизить стоимость буровых работ. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по монолитным твердым породам.

Известна коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус, рабочий торец которого армирован скважино-, кернообразующими и центральными твердосплавными вставками, последние из которых установлены с опережением по высоте относительных первых (см. авт.св. СССР 222671, кл. Е21В 10/02, 1971 г.).

Существенным недостатком данной коронки является быстрый износ скважино- и кернообразующих вставок в процессе вращения в промежутках времени между ударами, так как сила прижатия их к забою неизменна и определяется осевой нагрузкой.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с очистными пазами, разделяющими торец коронки на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами, расположенными в передней части сектора, и расположенными в задней части сектора центральными резцами большего диаметра с большим вылетом и со скошенной вершиной (см. авт.св. СССР 1093783, кл. Е21В 10/36, 1984 г.).

Данная коронка обеспечивает по сравнению с аналогом более высокую стойкость. Однако она также не лишена определенных недостатков. К недостаткам прототипа следует отнести в первую очередь сравнительно высокую энергоемкость процесса разрушения породы, что значительно снижает эффективность работы коронки, особенно при бурении по твердым монолитным породам.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем снижения энергоемкости процесса разрушения твердых монолитных пород.

Указанный технический результат достигается тем, что в коронке для ударно-вращательного бурения, содержащей корпус с очистными пазами, разделяющими торец коронки на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами, расположенными в передней части сектора, и расположенными в задней части сектора центральными резцами большего диаметра с большим вылетом и со скошенной вершиной, согласно изобретению, по меньшей мере, часть скважино- и кернообразующих резцов выполнена с клиновидной рабочей головкой, лезвия которых в каждом секторе ориентированы под разным углом к радиусу коронки.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- резцы с клиновидной рабочей головкой установлены с чередованием по ходу вращения с резцами, имеющими полусферическую рабочую головку;

- хвостовики центральных резцов установлены с положительным углом наклона - , определяемым по формуле: = +(1-5)°, где - угол скоса вершины центральных резцов.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид выполнения буровой коронки со стороны рабочего торца; фиг.2 - вид А на фиг.1.

Буровая коронка содержит корпус 1, скважино-, кернообразующие и центральные резцы 2, 3 и 4 соответственно, очистные пазы 5, разделяющие торец коронки на рабочие секторы 6. Количество резцов 2, 3 и 4 во всех секторах одинаково и выбирается в зависимости от диаметра резцов и диаметра коронки. Расстояние между скважино- и кернообразующими резцами 2 и 3 выбирается в зависимости от структуры и текстуры разрушаемых пород. Количество центральных резцов 4 соответствует количеству секторов 6 коронки. Располагают их в задней части каждого сектора по ходу вращения коронки с перекрытием зазора между скважино- и кернообразующими резцами 2 и 3. Эти резцы имеют больший диаметр по сравнению с резцами 2 и 3 и установлены с некоторым опережением - h относительно них по высоте, исключающим трение резцов 2 и 3 о породу между ударами. Это достигается в том случае, когда величина опережения резцов 4 больше глубины внедрения резцов 2 и 3. Рабочая головка центральных резцов 4 выполнена со скосом - , составляющим 15-30° в сторону вращения коронки, а хвостовик 7 их установлен с положительным углом наклона - , определяемым по формуле: = +(1-5)°, где - угол скоса вершины центральных резцов 4. Такая схема расположения резцов 4 обеспечивает передачу осевой нагрузки без возникновения составляющих усилий, способствующих расшатыванию хвостовика 7 резцов 4 в гнездах 8 корпуса 1. Это повышает надежность крепления центральных резцов 4. Кроме того, предложенная схема расположения рабочей кромки 9 резцов 4 обеспечивает более эффективное разрушение горных пород. Этому способствует также и оснащение скважино- и кернообразующих резцов 2 и 3 каждого сектора 6, по меньшей мере, несколькими резцами с клиновидной рабочей головкой 10, которые чередуются по ходу вращения коронки с резцами, имеющими полусферическую рабочую головку 2 и 3. Причем рабочие кромки 9 резцов с клиновидными рабочими головками в каждом секторе 6 ориентированы под разным углом к радиусу коронки. Это уменьшает вероятность образования «забойной рейки», которая значительно снижает эффективность разрушения породы и увеличивает энергоемкость этого процесса.

Коронка работает следующим образом. Под действием крутящего момента и ударной осевой нагрузки резцы 2, 3 и 4 внедряются в породу и разрушают ее. При этом центральные резцы 4 внедряются в породу на большую глубину, так как в начальный момент приложения осевой нагрузки на них приходится практически вся энергия удара. При вращении коронки скошенная поверхность резцов 4 «наезжает» на неразрушенный участок породы между скважино- и кернообразующими резцами 2 и 3 и поднимает последние из образованных ими лунок и тем самым исключает их трение о породу, а следовательно, и уменьшает их износ. Следующий удар резцов происходит в момент нахождения центральных резцов 4 над неразрушенным участком. В этом случае осевая нагрузка на резцы увеличивается за счет сжатия элементов бурового снаряда, что увеличивает эффективность разрушения породы. Этому способствует также и образование дополнительной плоскости обнажения за счет разновысотности резцов 2, 3 и 4 и более эффективному разрушению породы резцами с клиновидной рабочей головкой при контакте с предварительно смятой породой полусферическими рабочими головками резцов 2 и 3. Образующийся при этом шлам выносится с забоя очистным агентом, подаваемым через пазы 5.

Применение предложенной коронки обеспечивает увеличение проходки за счет более надежного крепления центральных резцов и механической скорости бурения за счет снижения энергоемкости процесса разрушения породы, и, как следствие этого, достигается снижение стоимости буровых работ.

Формула изобретения

1. Коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с очистными пазами, разделяющими торец коронки на секторы, армированные скважино- и кернообразующими резцами, расположенными в передней части сектора, и расположенными в задней части сектора центральными резцами большего диаметра с большим вылетом и со скошенной вершиной, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть скважино- и кернообразующих резцов выполнена с клиновидной рабочей головкой, лезвия которых в каждом секторе ориентированы под разным углом к радиусу коронки.

2. Коронка для ударно-вращательного бурения по п.1, отличающаяся тем, что резцы с клиновидной рабочей головкой установлены с чередованием по ходу вращения с резцами, имеющими полусферическую рабочую головку.

3. Коронка для ударно-вращательного бурения по п.1, отличающаяся тем, что хвостовики центральных резцов установлены с положительным углом наклона , определяемым по формуле: = +(1-5)°, где - угол скоса вершины центральных резцов.

РИСУНКИ