Резцовые буровые коронки СМ

Буровые коронки типа СМ предназначены для бурения преимущественно малоабразивных, монолитных и перемежающихся горных пород; так как эти коронки предназначены для разбуривания широкого диапазона пород с различными механическими свойствами, они должны оснащаться резцами различной формы, значительно отличающимися по схемам размещения на торце короночного кольца, углом поворота и т.д.

Группа серийных резцовых коронок в отличие от ребристых имеет гладкий корпус и армируется резцами, имеющими в сечении форму квадрата (ранее коронки этого типа армировали резцами в форме восьмигранников или прямоугольных призм). Конус коронок длиной 75 мм состоит из гладкой части (длиной 35) для захвата ключом, резьбовой части (длиной 30 мм) и рабочего торца (длиной 10 мм) с промывочными каналами.

По форме и схеме размещения резцов коронки подразделяются на две группы:

• с раздельным (СМ4)
• групповым (СМ5 и СМ6) расположением резцов.

При этом резцы размещаются по торцу по двум или трем концентрическим окружностям. По этому признаку коронки могут быть двухрядные и трехрядные (СМ4, СМ5 и СМ6). Число зубков в коронках определяется принятой схемой их размещения и диаметром коронки.

В буровых коронках с одинаковым расположением резцов число зубков соответствует числу резцов. В коронках с групповым расположением резцов число зубков равно числу групп. При групповом расположении по окружности торца можно разместить большее число резцов и создать большего размера промывочные окна. Во всех коронках используется принцип расчленения забоя на зоны, разрушаемые отдельными резцами. Резцы в коронках располагаются группами, которые обеспечивают полное перекрытие забоя. В зависимости от типа коронок и их диаметра число групп различно. Число резцов в группах также различно и определяется их размерами.

Для повышения эффективности резания резцы в коронках устанавливают на различных уровнях относительно торца, при этом в процессе бурения образуется ступенчатый забой. При трехрядном расположении резцов наиболее выступающим является центральный (основной) резец, наименее выступающим - наиболее нагруженный резец, обрабатывающий стенку скважины: резец, обрабатывающий керн, занимает промежуточное положение.

Особенностью резцовых коронок является ориентированная установка резцов.

В коронках СМ5 резцы расположены вертикально, в коронках СМ4 и СМ6 - наклонно относительно оси коронки и развернуты на определенный угол относительно ее радиуса. Такое расположение резцов делает их более прочными. В коронках СМ4 и СМ6 резцы формы Г5107 и Г5108 ориентированы так, что их передние грани образуют двухгранные отрицательные передние углы. В коронках СМ5 группы резцов формы Г5108 установлены параллельно оси корпуса.

В настоящее время выпускаются коронки СМ4, СМ5 и СМ6, как наиболее универсальные.

Коронка СМ4 (ГОСТ 11108-70) армирована резцами из сплава ВК6 формы 75107 (ГОСТ 880-75).

Рис. 2.10. Коронки СМ4 (а) и СМ6 (б).
1- корпус; 2 - центральный резец; 3 - наружный резец; 4 - дополнительный резец; 5 - основной резец; 6 - подрезной резец

Торец коронки (рис. 2.10, а) полностью перекрывается группой из трех резцов, расположенных в отдельных зубках по наружному и внутреннему диаметрам и в центре короночного кольца. Выступ резцов относительно торца различен, что вызывает образование в процессе бурения ступенчатого забоя. Центральные резцы выступают относительно торца на 4 мм, внутренние подрезные - на 3,5 и наружные - на 2,5 мм.

Резцы в коронках установлены под углом к забою и развернуты вокруг оси на угол от 15 до 25 град. Угол наклона отрицательный -15°. При таком расположении боковые грани резцов образуют двухгранно-отрицательный передний угол, что способствует повышению скорости бурения и износостойкости коронки, снижению их сколов и поломок.

Коронка СМ6 (ГОСТ 11108-70, см. рис. 2.10, б). Режущий торец коронок армируется твердосплавными резцами из сплава ВК6 формы Г5108 (ГОСТ 880-75). В отличие от коронки СМ5 резцы в коронке СМ6 ориентированы в пространстве в горизонтальной и вертикальной плоскостях, что улучшает условия резания породы. В горизонтальной плоскости центральные резцы развернуты под углом 15 град., подрезные – 10 град. Резцы имеют отрицательный передний угол, соответствующий 15 град., и расположены группами, обеспечивающими полное перекрытие забоя. Резцы в каждой группе устанавливаются на различной высоте относительно торца коронки. В процессе бурения на забое образуются уступы.
В коронках СМ6 по сравнению с коронками СМ5 больше дополнительных подрезных резцов, что позволяет использовать их при бурении более твердых и абразивных пород.

Коронка СМ9 создана в результате работ СКБ «Геотехника» по модернизации коронок группы СМ-СТ; ею заменяются коронки СМ4, СМ5 и СМ6. Коронки СМ9 предназначены для вращательного и вращательно-ударного колонкового бурения в однородных и перемещающихся малоабразивных монолитных и трещиноватых породах V-VII, частично VIII, категорий по буримости.

Учитывая многообразие геолого-технических условий, в которых возможно применение коронок СМ9, предусмотрено их изготовление в нескольких модификациях (табл. 2.38, рис. 2.11).