RU227267U1 - Алмазная коронка для бурения - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области бурения твердых горных пород с отбором керна. Алмазная коронка для бурения содержит корпус с резьбой, матрицу с алмазосодержащими секторами измененного и неизмененного типа и промывочные каналы. На одной половине торца матрицы расположены алмазосодержащие секторы неизмененного типа, а на второй половине - алмазосодержащие секторы измененного типа. При этом алмазосодержащие секторы измененного типа выполнены с удаленной центральной частью матрицы, ориентированной к центру матрицы. Обеспечивается снижение интенсивности искривления скважин в различных, в том числе в сложных горно-геологических условиях. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области бурения твердых горных пород с отбором керна. Необходимость данного технического решения определяется тем, что при бурении, по техническим, технологическим и геологическим причинам наблюдается искривление скважин, что снижает эффективность буровых работ. В связи с этим важно иметь такой буровой инструмент, который бы позволил решать задачу снижения интенсивности искривления скважин в различных, в том числе сложных горно-геологических условиях.

Известен аналог разрабатываемого бурового инструмента компании Atlas Сорсо [Буровое оборудование для производства геологоразведочных и инженерноизыскательных работ. - Каталог. [Электронный ресурс] / Atlas Сорсо. - 2016. - Режим доступа: http://www.atlascopco.us/usus/products/drilling-tools/1527859/]. Данная алмазная коронка содержит корпус с резьбой, промывочные каналы, матрицу с алмазосодержащими секторами, при этом секторы матрицы имеют форму сегмента кольца с удаленной центральной частью матрицы, ориентированной к центру матрицы. Конструкция данной алмазной коронки позволяет снизить величину удельных контактных напряжений на единицу площади ее торца во время бурения, что способствует снижению изгиба низа буровой компоновки и как следствие снижает интенсивность естественного искривления скважин.

К недостаткам данного аналога относится его неспособность приводить движение алмазной коронки к движению вокруг оси скважины без потери контакта со стенкой скважины в процессе углубки при перекосе породоразрушающего инструмента в скважине.

Также известен аналог алмазной коронки для бурения [RU 171734 U1 от 09.01.2017, МПК E21B 10/48, опубл. 13.06.2017], включающая корпус с резьбой, промывочные каналы одинаковой площади поперечного сечения и алмазосодержащие сектора равных геометрических форм в матрице, отличающаяся тем, что алмазосодержащая матрица содержит сектора трех геометрических форм в виде сегментов кольца - неизмененных и измененных первого и второго типа, при этом первый тип измененных алмазосодержащих секторов имеет больший внутренний диаметр, чем у неизмененных секторов, и второй тип алмазосодержащих секторов, имеющих одинаковый внутренний диаметр с неизмененными секторами, но меньший внешний диаметр, при этом суммарная ширина двух алмазосодержащих секторов первого и второго типа больше, чем ширина неизмененного сектора, и они расположены последовательно в одной из половин торца матрицы. Недостатком прототипа является низкая результирующая сила, стабилизирующая направление ствола скважины в процессе бурения.

За прототип предлагаемой алмазной коронки принята алмазная коронка для бурения [RU 214925 U1 от 04.05.2022, МПК E21B 10/46, опубл. 21.11.2022], содержащая корпус с резьбой, матрицу с алмазосодержащими секторами измененного и неизмененного типа, промывочные каналы, отличающаяся тем, что на одной половине торца матрицы расположены алмазосодержащие секторы неизмененного типа, а на второй половине - алмазосодержащие секторы измененного типа, при этом алмазосодержащие секторы измененного типа выполнены с удаленной центральной частью матрицы, ориентированной к скважинообразующей части матрицы. Недостатком прототипа является интенсивный износ внешнего диаметра коронки, в отличие от внутреннего диаметра, который остается практически неизменным.

Задача полезной модели состоит в том, чтобы снизить интенсивность искривления скважин в различных горно-геологических условиях и минимизировать износ внешнего диаметра коронки.

Достигается это тем, что алмазная коронка для бурения, содержащая корпус с резьбой, матрицу, с алмазосодержащими секторами измененного и неизмененного типа, промывочные каналы, согласно полезной модели, на одной половине торца матрицы расположены алмазосодержащие секторы неизмененного типа, а на второй половине - алмазосодержащие секторы измененного типа, при этом алмазосодержащие секторы измененного типа выполнены с удаленной центральной частью матрицы, ориентированных к центру матрицы.

Наличие алмазосодержащих секторов измененного типа с удаленной центральной частью матрицы, ориентированных к центру, обеспечивает более равномерных износ торца породоразрушающего инструмента, т.к. в процессе бурения, алмазосодержащая матрица бурового инструмента расположенная ближе к периферии подвергается более интенсивному износу вследствие большего объема разрушаемой горной породы. Исходя из этого обстоятельства, расположение алмазосодержащих секторов измененного типа с удаленной центральной частью матрицы ориентированных к центру одновременно создает эксцентриситет режущей части торца матрицы, за счет которого алмазная коронка активно прижимается и фрезерует стенку скважины, а также создает дополнительную поверхность на внешней стороне матрицы алмазной коронки, тем самым увеличивая ее ресурс и делая износ боковых поверхностей алмазосодержащих секторов более равномерным.

Алмазная коронка иллюстрируется на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 показана заявляемая в качестве полезной модели алмазная коронка для бурения, общий вид.

На фиг. 2 показана торцевая часть заявляемой алмазной коронки для бурения.

Предлагаемая алмазная коронка для бурения состоит из корпуса с резьбой 1, матрицы 2 с неизмененными алмазосодержащими секторами 3 и измененными алмазосодержащими секторами 4, промывочных каналов 5.

Предлагаемая алмазная коронка работает следующим образом.

При сооружении скважины, когда корпус с резьбой 1 алмазной коронки для бурения воспринимает действие осевого усилия, алмазы матрицы с алмазосодержащими секторами 2, включающие неизмененные алмазосодержащие секторы 3 и измененные алмазосодержащие секторы 4, внедряются в горную породу. Наличие в матрице с алмазосодержащими секторами измененных алмазосодержащих секторов 4 приводит к появлению эксцентриситета режущей части торца алмазосодержащей матрицы 2, что придает алмазной коронке вращение вокруг оси скважины и, таким образом, исключается режим вращения с ориентированным перекосом коронки, при котором может происходить максимальное искривление ствола скважины. Одновременно с этим в процессе бурения происходит очистка забоя скважины буровым раствором через стандартные промывочные каналы 5.

При бурении предлагаемой алмазной коронкой в результате резания-скалывания породы возникает сила, как дисбаланс сил резания-скалывания.

В результате предлагаемая алмазная коронка для бурения способна снижать интенсивность естественного искривления скважин в различных условиях и уменьшить износ внешнего диаметра матрицы. Данная конструкция алмазной коронки может быть рекомендована для бурения геологоразведочных скважин в самых сложных горно-геологических и техникотехнологических условиях.

Claims (1)

1. Алмазная коронка для бурения, содержащая корпус с резьбой, матрицу с алмазосодержащими секторами измененного и неизмененного типа, промывочные каналы, на одной половине торца матрицы расположены алмазосодержащие секторы неизмененного типа, а на второй половине - алмазосодержащие секторы измененного типа, при этом алмазосодержащие секторы измененного типа выполнены с удаленной центральной частью матрицы, отличающаяся тем, что при этом алмазосодержащие секторы измененного типа выполнены с удаленной центральной частью матрицы, ориентированной к центру матрицы.