Алмазна бурова коронка

1. Алмазна бурова коронка, що містить корпус і алмазовмісні породоруйнівні елементи, розташовані в прикерновій, центральній та присвердловинній зонах, що мають різну концентрацію алмазів, яка відрізняється тим, що алмазовмісні породоруйнівні елементи виконані у вигляді окремих пластин і мають однакову ширину у радіальному напрямку, а концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в присвердловинній зоні не менш ніж у 1,25 рази більша, ніж концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в прикерновій зоні. 2. Коронка за п. 1, яка відрізняється тим, що концентрація алмазів в центральній зоні не більш ніж в 1,33 разів менша, ніж концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в прикерновій зоні. (19) (21) u200907494 (22) 17.07.2009 (24) 25.02.2010 (46) 25.02.2010, Бюл.№ 4, 2010 р. (72) МАЙСТРЕНКО АНАТОЛІЙ ЛЬВОВИЧ, СВЕШНІКОВ ІГОР АРКАДІЙОВИЧ, БОГДАНОВ РОБЕРТ КОСТЯНТИНОВИЧ, ІСОНКІН ОЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, ВИНОГРАДОВА ОЛЕНА ПЕТРІВНА, ЛЮДВИЧЕНКО ПЕТРО ГЕРАСИМОВИЧ (73) ІНСТИТУТ НАДТВЕРДИХ МАТЕРІАЛІВ ІМ. В.М. БАКУЛЯ НАН УКРАЇНИ, МАЙСТРЕНКО АНАТОЛІЙ ЛЬВОВИЧ, СВЕШНІКОВ ІГОР АРКАДІЙОВИЧ, БОГДАНОВ РОБЕРТ КОСТЯНТИНОВИЧ, ІСОНКІН ОЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, ВИНОГРАДОВА ОЛЕНА ПЕТРІВНА, ЛЮДВИЧЕНКО ПЕТРО ГЕРАСИМОВИЧ 3 невеликим його об'ємом при утворенні високих навантажень у присвердловинній зоні, де більше ніж у 2 рази зростає питома об'ємна робота породоруйнування; - найнижча породоруйнівна функція алмазовмісних породоруйнівних елементів, розташованих у прикерновій зоні підвищених навантажень порівняно з центральною і присвердловинною зонами із-за найнижчої питомої ваги алмазів на одиницю об'єму алмазовмісних породоруйнівних елементів в прикерновій зоні, порівняно з центральною і присвердловинною зонами); - низька технологічність виготовлення бурової коронки у зв'язку з необхідністю виготовлення породоруйнівних елементів перемінної ширини. В основу корисної моделі покладено завдання такого вдосконалення алмазної бурової коронки, при якому за рахунок того, що алмазовмісні породоруйнівні елементи виготовлені у вигляді окремих пластин, при виникненні мікродефектів в будь якій частині одного з них не відбувається його поширення на суміжні алмазовмісні породоруйнівні елементи шляхом розповсюдження тріщин через алмазовмісну матрицю, що з'єднує алмазовмісні породоруйнівні елементи з корпусом алмазної бурової коронки, причому при виході з ладу одного алмазовмісного породоруйнівного елемента його можна замінити новим алмазовмісним породоруйнівним елементом; за рахунок того, що алмазовмісні породоруйнівні елементи мають однакову ширину у радіальному напрямку, виготовлення бурової коронки є високотехнологічним (виготовлення породоруйнівних елементів однакової конфігурації, а також їх встановлення у корпусі бурової коронки; за рахунок того, що концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в присвердливинній і прикерновій зонах високих динамічних навантажень більша за концентрацію алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в центральній зоні, забезпечується більш рівномірний знос породоруйнівних елементів у радіальному напрямку бурової коронки і збільшується ресурс коронки, в цілому. Для вирішення означеного завдання у алмазній буровій коронці, що містить корпус і алмазовмісні породоруйнівні елементи, розташовані в прикерновій, центральній та присвердловинній зонах, що мають різну концентрацію алмазів, згідно корисної моделі алмазовмісні породоруйнівні елементи виконані у вигляді окремих пластин і мають однакову ширину у радіальному напрямку, а концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в присвердливинній зоні не менш ніж у 1,25 рази більша ніж концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в прикерновій зоні, при оптимальному виконанні бурової коронки концентрація алмазів в центральній зоні не більш ніж в 1,33 разів менша ніж концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в прикерновій зоні. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється і технічними результатами, які досягаються при її реалізації, полягає у наступному. 47724 4 Завдяки виконанню алмазовмісних породоруйнівних елементів у вигляді окремих пластин, що мають однакову ширину у радіальному напрямку, є можливим надати їм високої міцності та зносостійкості при застосуванні при їх виробництві методу гарячого пресування, що забезпечить використання їх в бурових коронках при руйнуванні міцних сильнотріщинуватих порід, крім того, є можливим змінювати концентрацію алмазів в породоруйнівних алмазовмісних елементах у радіальному напрямку для забезпечення рівномірного їх зносу. При цьому при виникненні мікродефекта в процесі роботи в одному породоруйнівному алмазовмісному елементі не відбувається його розповсюдження у вигляді тріщини на сусідні алмазовмісні породоруйнівні елементи, при інтенсивному або аварійному зносі алмазовмісного породоруйнівного елемента є можливість заміни його новим алмазовмісним породоруйнівним елементом, крім того збільшується ресурс бурової коронки, в цілому. Завдяки тому, що алмазовмісні породоруйнівні елементи мають однакову ширину у радіальному напрямку, виготовлення бурової коронки , в цілому, є високотехнологічним (виробництво алмазовмісних породоруйнівних елементів, що мають однакову площу контакту з забоєм). При використанні графітової прес-форми з однаковою глибиною отворів для спікання алмазовмісних породоруйнівних елементів методом гарячого пресування, а також, при встановленні в корпусі уніфікованих (одного типорозміру) алмазовмісних породоруйнівних елементів значно спрощується процес виготовлення коронки, в цілому. Завдяки тому, що концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в присвердливинній зоні не менш ніж у 1,25 рази більша ніж концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в прикерновій зоні, а в центральній зоні не більш ніж в 1,33 разів менша ніж концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах в прикерновій зоні, забезпечується більш рівномірний знос породоруйнівних алмазовмісних елементів у радіальному напрямку. На кресленнях проілюстровано пропоновану алмазну бурову коронку, де на фіг. 1 зображено загальний вид, а на фіг.2 - вид зверху на фіг. 1. У алмазній буровій коронці, що містить корпус 1 і алмазовмісні породоруйнівні елементи 2, розташовані в прикерновій 3. центральній 4 та присвердловинній 5 зонах, що мають різну концентрацію алмазів, згідно корисної моделі алмазовмісні породоруйнівні елементи 2 виконані у вигляді окремих пластин, розділених захисними пластинками 6 і мають однакову ширину у радіальному напрямку, а концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах 2 в присвердловинній зоні 5 не менш ніж у 1,25 рази більша ніж концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах 2 в прикерновій зоні 3, а концентрація алмазів в центральній зоні 4 не більш ніж в 1,33 разів менша ніж концентрація алмазів в алмазовмісних породоруйнівних елементах 2 в прикерно 5 47724 вій зоні 3, при оптимальних варіантах виконання алмазної бурової коронки алмазовмісні породоруйнівні елементи 2, розташовані в прикерновій 3 і присвердловинній 5 зонах виступають за їх межі в радіальному напрямку на величину а. В корпусі 1 алмазної бурової коронки фрезеруються пази під алмазовмісні породоруйнівні елементи 2. На дно кожного окремого паза, вифрезеруваного під необхідну кількість алмазовмісних породоруйнівних елементів 2 в корпус 1 спочатку вкладається матеріал припою з метою забезпечення якісного шва, після чого в паз вкладаються алмазовмісні породоруйнівні елементи 2, які розділяються захисними пластинками 6. В нагрітому стані Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 в пази корпуса 1 алмазної бурової коронки заливається матеріал припою, який на дні паза розплавляється, утворюючи монолітну конструкцію корпуса 1 з алмазовмісними породоруйнівними елементами 2 алмазної бурової коронки. Алмазна бурова коронка працює так. Корпус 1 алмазної бурової коронки, здійснює обертальний рух навколо своєї осі, а алмазовмісні породоруйнівні елементи 2, розташовані в прикерновій 3, центральній 4 та присвердловинній 5 зонах, що мають різну концентрацію алмазів, розділені захисними пластинками 6, здійснюють руйнування породи і охолоджуються рідиною, що подається по бурильним трубам і вимивається разом зі шламом через промивні канали 7. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601