Результат интеллектуальной деятельности: КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к области металлургии и горного дела, а именно к коронкам для вскрытия леток доменной печи, а также для ударно-вращательного бурения мелко шпуровых скважин.

Известна коронка для ударно-вращательного бурения, включающая хвостовик и рабочую головку, разделенную в торцевой части на перья, армированные твердосплавными пластинами (см. а.с. СССР №1430495, МПК E21B 10/36, 1988 г.).

Недостатком известной коронки является высокая вероятность ее поломки при работе вследствие выпадения пластин из корпуса коронки из-за ненадежного их крепления.

Известная коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с разрушающим элементом, разделенный в торцевой части на сектора, между которыми выполнены каналы для отвода выбуренных частиц (см. патент РФ №2325443, МПК C21B 7/12, 2008 г.).

Недостатками известной конструкции являются низкие скорость бурения и ресурс работы вследствие недостаточной эффективности удаления выбуренных частиц и охлаждения разрушающих элементов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус, торцевая часть которого разделена промывочными каналами на сектора, при этом в секторах выполнены глухие пазы прямоугольного сечения с размещенными в них твердосплавными пластинами (см. заявка РФ №2013105621, МПК E21B 10/48, 2014 г.), который принят за прототип.

Недостатками известной коронки являются низкие скорость бурения и ресурс работы вследствие недостаточной эффективности удаления выбуренных частиц и охлаждения разрушающих элементов вследствие симметричного выполнения промывочных каналов относительно секторов.

Целью предлагаемого технического решения являются увеличение ресурса работы и скорости бурения за счет повышения эффективности очистки забоя от выбуренных частиц и охлаждения твердосплавных пластин.

Указанная цель достигается тем, что в коронке для ударно-вращательного бурения, содержащей корпус со сквозным осевым отверстием, перья, которые разделены продольными и радиальными каналами, соединенные с осевым отверстием, в перьях выполнены глухие радиальные пазы, в которых заподлицо с боковой поверхностью перьев установлены твердосплавные пластины, согласно техническому решению пазы в перьях выполнены с опережением по углу на 7-10° относительно радиуса коронки, радиальные каналы выполнены прямоугольного сечения, а угол между осью радиальных каналов и смежной пластиной меньше половины угла между смежными пластинами.

Передняя боковая поверхность паза выполнена касательной к боковой поверхности осевого отверстия.

Длина пластин меньше длина пазов, торцевая их часть со стороны оси коронки заполнена припоем.

Конструкция предлагаемой коронки поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен общий вид коронки (аксонометрия).

На фиг. 2 - продольный разрез коронки.

На фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

На фиг. 4 - вид на работающую коронку в скважине.

Коронка для ударно-вращательного бурения включает корпус 1 (фиг. 1-3), диаметр торцевой части которого выполнен больше диаметра основания 2, и перья 3, которые разделены продольными каналами 4 для выноса выбуренных частиц и радиальными каналами 5. В корпусе 1 выполнено сквозное осевое отверстие 6, соединенное с каналом штанги (на фиг. не показан) и радиальными каналами 5.

В перьях 3 выполнены глухие радиальные пазы 7, например, прямоугольного сечения, примыкающие к отверстию 6, в которые припаяны твердосплавные пластины 8. Пластины 8 установлены заподлицо с боковой поверхностью перьев 3. При условии, если длина пластин 8 меньше чем длина пазов 7, торцевой их участок со стороны оси коронки заполняется припоем 9.

Пазы 7 в перьях 3 выполнены с опережением на угол α относительно радиуса коронки, составляющий, например, 7-10°. Радиальные каналы 5 выполнены прямоугольного сечения, а их оси со смежной пластиной 8 образуют угол φ, который меньше половины угла между смежными пластинами, т.е. φ≤π/n,

где n - число перьев или пластин.

Передняя боковая поверхность паза 7 является касательной к боковой поверхности отверстия 6.

В противоположной от торцевой части корпуса 1 коронки в основании выполнена, например, резьба 10 для соединения со штангой (на фиг. не показана).

Коронка работает следующим образом.

При вращении в левую сторону (коронка на фиг. 1-3 левого вращения) пластины 3 режут породу, а через отверстие 6, каналы 5 подается воздух или вода. Так как оси радиальных пазов 7 образуют со смежной пластиной угол, который меньше половины угла между смежными перьями 3, то пластины 8 интенсивно охлаждаются при одновременном эффективном удалении выбуренных частиц с рабочей зоны пластин 8 (фиг. 4). Выполнение задней боковой стенки паза 7 по касательной к боковой поверхности отверстия 6 повышает эффективность подачи воздуха или воды на рабочую поверхность пластины 8. Установка пластин 8 с опережением на угол α, составляющий 7-10°, относительно радиуса коронки позволяет более полному удалению выбуренных частиц из рабочей зоны пластин 8 вследствие перемещения частиц вдоль пластин 8 к оси коронки.