Новый высокоэффективный алмазный породоразрушающий инструмент

Е.В. Бучковский, Ю.Е. Будюков, В.И. Власюк, В.И. Спирин, Н.В. Соловьёв
Открытое акционерное общество «Тульское научно-исследовательское геологическое предприятие» (ОАО «Тульское НИГП»),
г. Тула


В связи с расширением областей применения снарядов со съёмными керно-приёмниками отечественного и зарубежного производства значительно возросли требования к алмазному породоразрушающему инструменту в части повышения его стойкости и механической скорости бурения при высокой сохранности керна.

В ОАО «Тульское НИГП» совместно с РГГРУ были проведены исследования на основе результатов которых разработана новая алмазная ступенчатая буровая коронка для бурения снарядами со съёмными керноприёмниками. Этот инструмент отличается тем, что суммарная площадь поперечных сечений внутренних боковых промывочных каналов коронки находится из соотношения

где S - суммарная площадь поперечных сечений внутренних боковых промывочных каналов коронки;

Sn - суммарная площадь поперечных сечений дополнительных цилиндрических промывочных каналов;

при этом дополнительные цилиндрические промывочные каналы, расположены перпендикулярно рабочему торцу коронки и смещены по радиусу к периферии пилота матрицы, а диаметр дополнительного цилиндрического промывочного канала определяется по зависимости

,

где -диаметр дополнительного цилиндрического промывочно-

го канала

- расход промывочной жидкости;

- скорость истечения промывочной жидкости;

- коэффициент сжатия струи

- количество дополнительных цилиндрических промывочных каналов в алмазной коронке,

кроме того входные кромки дополнительных цилиндрических промывочных каналов выполнены коническими с острым углом при вершине конуса, а наклонные промывочные каналы выполнены с переменной емкостью, увеличивающейся в сторону наружной кольцевой проточки корпуса коронки.

Алмазная ступенчатая буровая коронка (рисунок) состоит из корпуса 1 с наружной кольцевой проточкой 11, алмазосодержащей матрицы 2 с пилотом 7, разделённой на секторы 10 промывочными каналами: торцовыми – 5, боковыми внутренними 6 и наружными 3, наклонными 4, дополнительными цилиндрическими каналами 8 с входными кромками 9.

Алмазная ступенчатая буровая коронка работает следующим образом: при создании окружного и осевого усилий происходит разрушение горной породы коронкой при этом промывочная жидкость внутри корпуса 1 коронки разделяется на два неравных по объёму потока: меньший по объёму поток просачивается через узкие внутренние боковые промывочные каналы 6, охлаждает внутренние подрезные алмазы, теряет часть напора и только омывает керн без его размыва. Больший по объёму поток проходит через дополнительные цилиндрические каналы 8, формируется в них в компактную струю и благодаря гидромониторному эффекту интенсивно разрушает ослабленную алмазными резцами породу забоя, разрушенные части которой полностью выносятся с забоя, в том числе и крупные, что исключает возможность вторичного измельчения их.

Благодаря такому выполнению алмазной ступенчатой буровой коронки осевые и окружные усилия, передаваемые на неё, обеспечивают эффективное разрушение горной породы, и её удаление с забоя при минимальном износе рабочей части коронки, максимальной скорости бурения и высокой сохранности керна.

Алмазная ступенчатая буровая коронка

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в повышении эксплуатационной стойкости и механической скорости бурения горных пород при высокой сохранности керна.

Экономический эффект на одну алмазную коронку диаметром 76 мм составляет 4 000 руб. Мелкосерийное производство новых алмазных коронок организовано в ОАО «Тульское НИГП» (г. Тула).

Назад к списку