Алмазный породоразрушающий инструмент со съемным керноприемником типа КССК
Конструкции алмазных коронок для комплекса КССК-76
разработаны ТулНИГП в нескольких модификациях, учитывающих условия бурения в
различных комплексах горных пород (табл. 2.19). Для
бурения в мягких породах (V-VI категорий по буримости)
предназначены зубчатые коронки типа К-ЗО, торец которых представлен рядом узких
зубьев с закругленным профилем. Каждый зуб армируется алмазами, расположенными в
его средней части по радиусу коронки.
Для повышения
износостойкости зубчатых коронок и механической скорости
бурения зубу придана форма ступенчатого одностороннего клина с
передним углом 0 и задним 10°. Зубья разделены промывочными каналами, армируются
по передней кромке одним рядом алмазов и повернуты на 5° по отношению к радиусу
окружности торца коронки с целью создания оптимальных условий для выноса шлама
из-под торца. Через каждые два зуба, в которых установлено по шесть алмазов на
пилоте и по три на ступени, расположен зуб с пятью алмазами на пилоте и двумя на
ступени, что позволяет полностью перекрывать забой
скважины.
Таблица 2.19. Техническая характеристика алмазного породоразрушающего инструмента для снарядов со съемными керноприемниками типа КССК (по Ю. Е. Будюкову и В. И. Спирину)
Тип инструмента |
Диаметр, мм | Форма
рабочего торца |
Мacca алмазов, кар | Зернистость алмазов, шт/кар | Твердость
матрицы. HRC |
Категории
пород по буримости | ||
наружный | внутренний | объемных | подрезных | |||||
Коронки для КССК-76 | ||||||||
17А4 (17А4М) | 76 | 40 | Многосту- пенчатая |
15,1 - 22,0 | 30 - 20 | 30 - 20 | 25 - 35 | VI -VIII |
К-16 | 76 | 40 | 15,4 - 24,0 | 30 - 20 | 30 - 20 | 30 - 35 | VIII - IX | |
К-18 | 76 | 40 | 10,8 -18,3 | 1600/1250 | 30 - 35 | VI -VIII | ||
К-30 (К - ЗОМ) | 76 | 40 | Зубчато- ступенчатая |
8,5 - 12,9 | 30 - 20 | 30 - 20 | 30 - 35 | V-VII |
К-70 | 76 | 40 | Многосту- пенчатая |
11,0 -16,0 | 90 - 60 | 90 - 60 | 30 - 35 | I -XI |
К-31 (К-31М) | 76 | 40 | Зубчато- ступенчатая |
5,7 - 9,6 | 1600/1250 | 30 - 35 |
V-VI | |
К-41 | 76 | 40 | Гребешковая | 18,6 - 21,0 | 150 - 90 | 50 - 30 | 30 - 40 | IX - XI |
КТ-76 | 76 | 40 | Зубчато- врубовая |
17 - 20 | 150-90 | 50 - 30 | 30 - 40 | VIII - X |
К-45 | 76 | 40 | Криволинейная | 24,0 - 26,7 | 150-90 | 50 - 30 | 30 - 40 | IX - XI |
Расширитель РЦК-1 | 76,4 | - | Конусная | 9,6 -13,4 | 30 - 20 | 20 - 25 | VI - X | |
Расширитель РЦК-3 | 76,4 | - | » | 4,5 - 9,6 | 1600/1250 (50 - 30) | 25-35 | VI-IX | |
Коронки для КССК-59 | ||||||||
К-61 | 59 | 31 | Многоступенчатая | 12, -15,1 | 90 - 60 | 60 - 30 | 35 - 40 | VII - IX |
К-62 | 59 | 31 | Зубчатая | 9,1-12,1 | 1600/1250 | 35 - 40 | V -VI | |
К-63 | 59 | 31 | Вогнутая | 12, -18,1 | 90-150 | 60-40 | 30 - 40 | IX - XI |
Расширитель для КССК-59 | ||||||||
РЦК-5 | 59 | - | Конусно- цилиндрический |
7,5-11,2 | - | 30-20 | 30 - 40 | V - XI |
Предусмотрено также дополнительное армирование задней грани вторым рядом
алмазов. В сочетании с другими конструктивными особенностями зуба этим
обеспечивается его самозатачивание. За счет такой конструкции коронки
достигается и сохраняется на протяжении всего рейса относительно высокий уровень
механической скорости бурения при высокой проходке на
коронку.
Модификацией коронки К-30 (для бурения в породах, дающих много
шлама) является коронка К-31. Она армирована синтетическими алмазами АРС-3
(АРС-4) и имеет между секторами сквозные осевые отверстия, что позволяет создать
оптимальные условия для выноса шлама и сохранения керна от разрушения. Для
бурения в вязких породах средней твердости (типа глинистых сланцев) разработана
коронка К-26, которая имеет клиновидную форму зуба с прямоугольным профилем, что
способствует интенсификации процесса резания.
Для бурения в
породах средней твердости (VI-VIII категорий) предназначены ступенчатые
алмазные коронки типа 17А4, имеющие узкую (шириной 7 мм) и относительно высокую
(6 мм) ребристую пилотную часть. Промывочная система коронки состоит из четырех
сквозных каналов сечением 4x4 мм, которые проходят через всю алмазосодержащую
матрицу, и восьми каналов сечением 4x3 мм, пересекающих только наружные ступени.
При такой конструкции уменьшается общая опорная поверхность коронки, а ее
ступенчатая часть разделяется на своеобразные зубья, армированные алмазами.
Большое число каналов обеспечивает равномерное прохождение потока жидкости по
всей наружной поверхности коронки. Коронка К-18 является модификацией коронки
17А4 и оснащается синтетическими алмазами.
Для бурения в твердых
абразивных породах (VIII-IX категорий) предназначена ступенчатая
коронка К-16, которая обеспечивает равномерное распределение работы трения по
радиусу коронки и, как следствие, равномерный износ матрицы и
алмазов.
Для бурения в породах IX-XI категорий
разработана импрегнированная коронка К-41, отличающаяся гребенчатой
формой торца. При ее применении на забое образуются гребни породы, которые в
процессе вращения и вибрации коронки скалываются. В результате уменьшается
энергоемкость разрушения породы и увеличивается механическая скорость
бурения.
Ступенчатая коронка К-70
Отличается тем, что с целью повышения механической скорости бурения и проходки, торцевая и боковая поверхности режущего выступа наклонены соответственно к горизонтальной и вертикальной плоскости, образуя между собой острый угол.
Коронка К-45
Имеет слегка вогнутый профиль рабочего торца, выполненный по линии равновесного износа, что обеспечивает ее повышенную износостойкость при бурении в твердых и трещиноватых породах.
Специальные коронки ГК-02 и К-17
Предназначены для бурения в породах VIII-IX категорий с применением высокочастотных гидроударных машин. В коронках ГК-01 плавный закругленный профиль с заданным выпуском алмазных резцов обеспечивает равномерное распределение нормального давления на алмазы, что способствует значительному повышению механической скорости. В коронках К-17 рабочий торец выполнен по внутреннему диаметру ступенчатым. Это обеспечивает повышение сохранности керна, улучшение стабилизации снаряда в процессе бурения и сохранение заданного направления скважины.
Расширитель РЦК-1
Модификацией расширителя РЦК-1 является расширитель РЦК-3, который изготавливается с применением синтетических алмазов АРС-3.
С учетом условий бурения в различных комплексах горных пород конструкции коронок для КССК-59 разработаны в нескольких модификациях. Для бурения в мягких породах (V-VI категорий) разработаны зубчатые коронки К-62, отличающиеся развитой геометрией промывочной системы, что способствует лучшему выносу шлама из-под рабочего торца, за счет чего повышается механическая скорость бурения.
Для бурения в породах средней твердости предназначены ступенчатые коронки К-61.
Бурение в твердых породах осуществляется с применением коронок К-63 с импрегнированным рабочим торцом, повышенной износостойкости.
Расширитель РЦК-5
Предназначенный для калибровки скважин при бурении КССК-59, отличается тем, что с целью улучшения выноса шлама, промывочные каналы выполнены в продольном направлении и в поперечном сечении клиновидной формы, что способствует повышению износостойкости расширителя при работе.