Долото для ударно-вращательного бурения

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет снизить сдвиговые напряжения действующие на центральные твердосплавные вставки долота для ударно-вращательного бурения, за счет уменьшения сдвиговых напряжений в материале этих вставок от ударных импульсов. Долото содержит корпус (К) 1 с выполненными на его рабочем торце 2 периферийными и по крайней мере одним центральным глухими отверстиями (ГО) 3, имеющими наклон к наружной боковой поверхности К 1, и поперечным сквозным пазом (П) 5. В ГО 3 установлены твердосплавные вставки 4. Глубина П 5 превышает глубину центрального ГО 3, а его полость сообщается с внутренней полостью центрального ГО 3 в его ближайшей к оси долота угловой зоне. В процессе бурения на центральную вставку 4 действует тангенциальная составляющая ударного импульса, которая возбуждает в теле этой вставки сдвиговые напряжения. Наличие П 5 обеспечивает демпфирование К 1 в направлении действия тангенциальной нагрузки за счет податливости стенки между центральной вставкой 4 и П 5, что приводит к снижению сдвиговых напряжений в материале вставки 4. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Е 21 В 10/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4624367/03 (22) 30.09.88 (46) 07,08.91. Бюл. hh 29 (71) Кооператив "Сплав" (72) Б.M.Ãîðíàêoâ, В.Ф.Гриценко, Е.А.Синцов, В.К.Пчицкий, В,В.Астафьев, Т.Y.Ñaòòàров и А.Б.Антонов (53) 622.233.051,4(088.8) (56) Чувилин А.М. и др. Использование штыревых коронок при бурении шпуров перфораторами — Цветная металлургия, 1987, f4 2, с. 27-31.

Проспект фирмы BOART. Product

Summary, 1985. (54) ДОЛОТО ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной процышленности и позволяет снизить сдвиговые напряжения, действующие на центральные твердосплавные вставки долота для ударно-вращательного бурения, за счет уменьшения сдвиговых напряжений в

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в долотах для ударно-вращательного бурения.

Цель изобретения — снижение действующих на центральные вставки долота нагрузок за счет уменьшения сдвиговых напряжений в материале вставок от ударных импульсов.

На фиг.1 изображено долото для ударно-вращательного бурения, общий вид (вариант с одной центральной вставкой); на фиг.2 — то же (вариант с двумя центральныЯ2„„1668614 А1 материале этих вставок от ударных импульсов. Долото содержит корпус (К) 1 с выполненными на его рабочем торце 2 периферийными и по крайней мере одним центральным глухими отверстиями (r0) 3, имеющими наклон к наружной боковой поверхности К 1, и поперечным сквозным пазом (П) 5. В ГО 3 установлены твердосплавные вставки 4. Глубина П 5 превышает глубину центрального ГО 3, à его полость сообщается с внутренней полостью центрального ГО 3 в его ближайшей к оси долота угловой зоне. В процессе бурения на центральную вставку 4 действует тангенциальная составляющая ударного импульса, которая, возбуждает в теле этой вставки сдвиговые напряжения. Наличие П 5 обеспечиваетдемпфирование К1 в направлении действия тангенциальной нагрузки за счет податливости стенки между центральной вставкой 4 и П 5, что приводит к снижению сдвиговых напряжений в материале вставки

4, 5 ил. ми вставками); на фиг.3 — вид с рабочего торца долота на фиг.1; на фиг.4 — то же на фиг.2; на фиг.5- схема сил, действующих на центральную вставку.

Долото содержит корпус 1 с рабочим торцом 2. На рабочем торце выполнены с наклоном к наружной боковой поверхности корпуса периферийные и по крайней мере одно центральное глухие отверстия 3, в которых установлены твердосплавные вставки 4. На рабочем торце 2 корпуса 1 выполнен также поперечный сквозной паз

5. Глубина паза 5 превышает глубину цент1668614 рального отверстия, а его полость сообщается с внутренней полостью этого отверстия в его ближайшей к оси долота угловой зоне.

При наличии,.двух центральных отверстий внутренняя полость паза 5 сообщается с внутренними полостями обоих отверстий (фиг.2 и 4)., Долото работает следующим образом.

8 процессе бурения на него передаются ударные нагрузки и вращение, под действием которых твердосплавные вставки 4 внедряются в породу и разрушают ее, При взаимодействии с породой на центральные вставки в момент удара действует реакция породы Р, которая разлагается на нормальную составляющую й, действующую по оси вставки, и тангенциальную составляющую R, действующую перпендикулярно оси вставки. Тангенциальная сила и вызывает в твердосплавной вставке 4 сдвиговые напряжения, которые наиболее опасны для материала вставки, Наличие на рабочем торце 2 корпуса 1 долота поперечного сквозного паза 5, глубина которого несколько больше глубины центрального отверстия 3 под вставку 4, а внутренняя полость сообщается с внутренней полостью отверстия в его ближайшей к оси долота угловой зоне, обеспечивает демпфирование корпуса 1 s направлении действия тангенциальной силы R за счет податливости стенки между центральной вставкой 4 и пазом 5.

При этом энергия тангенциальной силы R идет на генерацию сдвиговых напряжений в теле вставки и упругую деформацию стенки между вставкой и пазом. В результате сдви5 говые напряжения s центральной вставке, возникающие под действием ударных импульсов, существенно снижаются, Все зто позволяет повысить стойкость твердосплавных вставок, расположенных в центральной

1О части корпуса долота, а также увеличить энергию удара беэ увеличения диаметра штыря, что повышает скорость бурения, Формула изобретения

Долото для ударно-вращательного бу15 рения, содержащее корпус, выполненные на рабочем торце корпуса с наклоном к наружной боковой поверхности последнего периферийные и по крайней мере одно центральное глухие отверстия, установленные

2О в отверстиях твердо@плавные вставки и выполненный на рабочем торце корпуса поперечный сквозной паз, отл ича ю ще ес я тем, что, с целью снижения действующих на центральную вставку нагрузок за счет

25 уменьшения сдвиговых напряжений в материале вставки от ударных импульсов, поперечный паэ выполнен глубиной, превышающей глубину центрального глухого отверстия, при этом полость паза сообщается

ЗО с внутренней полостью центрального глухого отверстия в его ближайшей к оси долота угловой зоне.

1668614

Составитель В.Якимов

Редактор Б.Федотов Техред М.Моргентал Корректор O,Êðàâöîâà

Заказ 2637 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101