Перфораторна бурова коронка різальної дії

1. Перфораторна бурова коронка різальної дії, що містить корпус, який складається із хвостовика і головки, на поверхні якої закріплені виступаючі C2 2 95493 1 3 В основу винаходу поставлено задачу такого вдосконалення перфораторних бурових коронок, при якому заглиблення у породу додаткових твердосплавних вставок при проходженні ударної хвилі здійснювалось би з поступовим зростанням поверхні контакту з породою і зусиль діючих на вставки, що зменшує можливість їх руйнування. Для здійснення цієї задачі перфораторна бурова коронка різальної дії містить корпус, який складається із хвостовика і головки, на поверхні якої закріплені виступаючі відносно неї основні твердосплавні вставки, які мають різну форму робочої частини, крім того, застосовані додаткові твердосплавні вставки розміщені на декількох концентричних колах різних діаметрів, які зміщені одне відносно другого по висоті головки, при цьому передні поверхні додаткових вставок установлені під негативним кутом, згідно з винаходом, робоча частина головки виконана східчастою з конусними поверхнями, на сходинах яких розміщені у декількох радіальних площинах додаткові твердосплавні вставки циліндричної форми з плоскими торцями таким чином, що частина їх циліндричної поверхні виступає відносно поверхні сходин, а різальні кромки вставок знаходяться на зрізаній умовній конусній поверхні з тупим кутом при вершині, при цьому сходини головки і додаткові твердосплавні вставки розташовані у радіальному і осьовому напрямку таким чином, що кожна циліндрична твердосплавна вставка з плоскими торцями одночасно виконує дві функції: виступаюча частина циліндричної поверхні вставки відносно поверхонь сходин головки призначена і має можливість утворювати при бурінні у породі розколини перед руйнуванням, а її різальні кромки призначені і мають можливість сколювати породу, що притаманно процесу різання. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються і технічними результатами, які досягаються при їх реалізації, полягає у наступному. Практика показує, що вирішення проблеми бокової зони у куту свердловини при бурінні коронками, які є прототипами, має виключне значення для підвищення стійкості інструмента і зниження енергоємності процесу. Особливо це відчутно при бурінні коронками великого діаметра, які використовуються, наприклад, з пневмоударниками, що занурюються у свердловину, де твердосплавні вставки розташовані на декількох концентричних колах. Для підвищення цього ефекту доцільно у такий засіб, забезпечити руйнування породи, тобто з перевагою сколювання породи замість її стиснення, щоб це відбувалось на найбільш можливій поверхні торця свердловини. Використання твердосплавних вставок циліндричної форми з плоскими торцями, що застосовані на пропонованій коронці, на сходинах головки корпуса із лезами на умовній конусній поверхні дозволяє забезпечити руйнування породи на більшій площі, у порівняні з існуючим інструментом, у режимі сколювання, при якому зусилля, діюче на робочу поверхню твердосплавних вставок, у основному створює напруги стиску, замість напруги згину, що важливо для підвищення стійкості інструменту. 95493 4 Пропонована конструкція бурової коронки різальної дії відповідає цим вимогам. Винахід проілюстровано кресленням, де на фіг.1 показано вигляд на пропонований буровий інструмент збоку - розріз АОБ, на фіг.2 - вигляд на його торець, на фіг.3 - вигляд на інструмент збоку по В і на фіг.4 - схема руйнування породи у свердловині пропонованою буровою коронкою різальної дії. Перфораторна бурова коронка різальної дії містить корпус, який складається із хвостовика 1 і головки 2, на робочій поверхні 3 якої закріплені відносно неї основні твердосплавні вставки, які мають циліндро-сферичну 4, циліндропризматичну або балістичну форму, крім того, застосовані додаткові твердосплавні вставки 5 (фіг.1), що розміщені на декількох концентричних колах 6 (фіг.2) різного діаметра, які зміщені одне відносно одного по висоті 7 сходини головки, при цьому передні поверхні додаткових вставок і їх осі установлені під негативним кутом 8 (фіг.1), згідно з винаходом, робоча частина головки виконана східчастою з конусними поверхнями 9, на сходинах яких розміщені у декількох радіальних площинах 10 (фіг.2), додаткові твердосплавні вставки 5 циліндричної форми з плоскими торцями таким чином, що частина їх циліндричної поверхні виступає відносно поверхонь сходин 9 головки, а різальні кромки 11 (фіг.1, 3) вставок знаходяться на зрізаній умовній конусній поверхні 12 з тупим кутом 13 при вершині, при цьому ступені головки і установлені на них у радіальному напрямку додаткові твердосплавні вставки розташовані таким чином, що кожна циліндрична вставка з плоским торцем одночасно виконує дві функції: виступаюча частина циліндричної поверхні вставки відносно сходин головки призначена і має можливість утворювати при бурінні у породі розколини перед руйнування 14 (фіг.4), а її різальна кромка 11 (фіг.1, 3) призначена і має можливість сколювати породу 15 (фіг.4), що притаманно процесу різання. Для очищення торця свердловини від зруйнованої породи у корпусі коронки передбачені промивочні отвори 16. Пропонований буровий інструмент працює таким чином. При початку буріння працюють твердосплавні вставки циліндро-сферичної 4 або циліндро-призматичної форми, розташовані на поверхні 3 попереду головки корпуса, що полегшує процес забурювання. Потім поступово у породу зануряються додаткові 5 (фіг.1) твердосплавні вставки з плоскими торцями, розміщені на сходинах 9 головки, різальні кромки 11 (фіг.1) яких, розташовані на умовній конусній поверхні 12 (фіг.1), здійснюють руйнування породи методом сколювання, де переважають напруги розтягнення замість стиску, що зменшує навантаження на твердосплавні вставки і енергоємність процесу руйнування. Таке розміщення додаткових твердосплавних вставок 5 забезпечує подвійний ефект, тому що їх циліндричні поверхні утворюють розколини перед руйнуванням 14 (фіг.4), що зменшує міцність породи, а їх різальні кромки 11 (фіг.1, 3) здійснюють сколювання послабленої породи. Завдяки цьому підвищується 5 стійкість запропонованого інструменту і швидкість буріння. Представлені дані обґрунтовують можливість рішення поставленої задачі та промислове засто 95493 6 сування заявленої перфораторної бурової коронки різальної дії. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 95493 8 Підписне Тираж 23 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