Бурова коронка з обертальними різцями

Реферат: Бурова коронка з обертальними різцями містить корпус, що складається із хвостовика і головки, на торці якої встановлені різці із алмазно-твердосплавними пластинами (АТП). Для підвищення стійкості бурових коронок осі різців розташовані під такими кутами відносно осі коронки, що забезпечують обертання периферичних різців завдяки тертю їх задніх поверхонь об стінки свердловини, а різців, що розташовані ближче до осі коронки, завдяки тертю їх задніх поверхонь об виступ, який утворюється біля осі свердловини. Для цього осі різців нахилені у бік, протилежний напрямку переносного руху під кутами від 20 до 25 градусів у площинах, які розташовані під кутом 45 градусів відносно ліній, проведених через осі різців на їх торцях. UA 102378 C2 (12) UA 102378 C2 UA 102378 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується гірничо-різального інструмента, а саме до бурових коронок обертальної дії, оснащених алмазно-твердосплавними пластинами (АТП), які використовуються для буріння свердловин: при проведенні прохідницьких робіт, під анкерне кріплення, дегазаційних. Найбільш близьким аналогом по технічний суті до коронок, що заявляються, є буровий інструмент по патенту US 4511006 A, 16.04.1985. Цей найближчий аналог, а саме бурова коронка містить корпус, який складається з хвостовика і головки із закріпленими різцями з АТП. Різці виконані з можливістю вільного обертання навколо своїх осей. Різці у даної коронки розташовані у корпусі під негативним кутом. Різці цієї коронки мають тільки можливість обертатися, але при роботі інструмента обертатися не можуть, а тому у роботі знаходиться не вся частина ріжучої кромки. В основу винаходу поставлено задачу такого вдосконалення існуючої коронки, при якому завдяки застосуванню обертальних різців, в процесі різання використовувалась уся ріжуча кромка АТП по всьому колі. Здійснення цієї задачі дозволить суттєво підвищити стійкість бурових коронок і знизити кількість АТП на їх оснащення, що має велике економічне значення, враховуючи високу вартість АТП. Для цього бурова коронка з обертальними різцями містить корпус, який складається із хвостовика і головки із встановленими на її торці різцями, які мають можливість вільного обертання, а на робочій частині різців закріплені циліндричні алмазно-твердосплавні пластини (АТП) у вигляді шайб, осі різців розташовані під такими кутами відносно осі коронки, що забезпечують обертання периферичних різців завдяки тертю їх задніх поверхонь об стінки свердловини, а різців, що розташовані ближче до осі коронки, завдяки тертю їх задніх поверхонь об виступ, який утворюється біля осі свердловини, для чого осі різців нахилені у бік протилежний напрямку переносного руху під кутами від 20 до 25 градусів у площинах, які розташовані під кутом 45 градусів відносно ліній проведених через осі різців на їх торцях. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, і технічними результатами, які досягаються при їх реалізації, полягає у наступному. При бурінні відомими коронками з АТП до їх амортизації використовують приблизно 15-20 % від сумарної довжини різальної кромки АТП. Тобто поверхні зносу виникають тільки на тих дільницях АТП, які контактують з породою. Для використання всієї довжини різальних кромок на головки корпуса коронки розташовані обертальні різці. Крім того, завдяки обертанню робоча поверхня АТП не має плоских поверхонь зносу, ці поверхні мають у радіальному перерізі округлу форму. В зоні контакту зменшена температура, що виникає від тертя різців об породу. Це дозволяє підвищити швидкість обертання коронки і відповідно швидкість буріння. Таким чином, підвищення стійкості інструмента і швидкості буріння дають значний економічний ефект. Пропонована конструкція бурової коронки з обертальними різцями відповідає цим вимогам. Винахід проілюстровано кресленням, де на фіг. 1 показано вигляд на буровий інструмент зверху по А, на фіг. 2 вигляд збоку, на фіг. 3 - розріз по БВГД, на фіг. 4 - картограма свердловини у радіальному перерізі після буріння запропонованою коронкою. Бурова коронка з обертальними різцями містить корпус, що складається із хвостовика 1 і головки 2, на торці якої встановлені різці 3 і 4, із алмазно-твердосплавними пластинами (АТП), різці мають можливість вільно обертатися навколо своїх осей, на робочій частині різців закріплені циліндричні алмазно-твердосплавні пластини у вигляді шайб 5, осі яких розташовані під такими кутами відносно корпуса коронки, що забезпечують обертання периферійних різців 3 завдяки тертю їх задніх поверхонь 6 об стінки 7 свердловини, а різців 4 розташованих поблизу від осі 8 коронки - завдяки тертю їх задніх поверхонь 9 об виступ 10, який утворюється біля осі 11 свердловини, для чого осі різців нахилені у бік протилежний напрямку переносного руху під кутами від 20 до 25 градусів у площинах, які розташовані під кутом 45 градусів відносно ліній проведених через осі різців на їх торцях. Головка коронки виконана з отворами для різців, на торці отворів розміщені опори у вигляді тіл обертання, наприклад кульок 12, які сприймають складову зусилля різання. Для закріплення різців у отворах корпус коронки має проточку 13, в якій застосовано пружинне кільце 14, яке охоплює корпус і входить в кільцеві проточки 15 різців. Для виходу шламу при бурінні створені канали 16. Пропонований буровий інструмент працює таким чином. При контакті з породою коронка під впливом зусилля подачі і обертів зануряється у свердловину і ті периферійні різці, які контактують з боковою поверхнею 7 свердловини, а також ті, що контактують з виступом 10 породи, що з'явився біля його центра під впливом сил тертя, примушують різці обертатися навколо своїх осей. Цьому допомагає опора у вигляді кулі, з якою контактують хвостовики різців, а також застосування в опорі різця мастила з використанням, наприклад, графіту, 1 UA 102378 C2 5 дисульфіду молібдену або тефлону. Крім того процес різання породи, який відбувається при обертовому бурінні дуже динамічний, вібрація різців також сприяє їх обертанню. Таким чином в процесі буріння бере участь все коло АТП, а не тільки її невелика частина, що значно підвищує стійкість коронки. Зменшується температура у зоні різання, підвищується питоме зусилля різання і швидкість буріння. Представлені дані обґрунтовують можливість рішення поставленої задачі та промислове застосування пропонованої бурової коронки з обертовими різцями. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 Бурова коронка з обертальними різцями, яка містить корпус, що складається із хвостовика і головки, на торці якої встановлені різці із алмазно-твердосплавними пластинами (АТП), яка відрізняється тим, що осі різців розташовані під такими кутами відносно осі коронки, що забезпечують обертання периферичних різців завдяки тертю їх задніх поверхонь об стінки свердловини, а різців, що розташовані ближче до осі коронки, завдяки тертю їх задніх поверхонь об виступ, який утворюється біля осі свердловини, для чого осі різців нахилені у бік, протилежний напрямку переносного руху під кутами від 20 до 25 градусів у площинах, які розташовані під кутом 45 градусів відносно ліній, проведених через осі різців на їх торцях. 2 UA 102378 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3