Породоразрушающий инструмент (варианты)



Породоразрушающий инструмент (варианты)
Породоразрушающий инструмент (варианты)
Породоразрушающий инструмент (варианты)
Породоразрушающий инструмент (варианты)

 


Владельцы патента RU 2481459:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, в котором используются твердосплавные вставки, закрепляемые в корпусе инструмента методом запрессовки. Обеспечивает повышение стойкости долота, увеличение надежности крепления твердосплавных вставок, улучшение очистки забоя от шлама. Породоразрушающий инструмент включает корпус с запрессованными твердосплавными вставками, между которыми выполнены разгрузочные отверстия. Соседние разгрузочные отверстия, расположенные на противоположных сторонах твердосплавной вставки, выполнены на разной глубине относительно поверхности корпуса, при этом, по меньшей мере, часть отверстий выполнена с переменным поперечным сечением, по одному варианту уменьшающимся, а по второму - увеличивающимся в направлении вращения инструмента. По меньшей мере, часть разгрузочных отверстий может быть полностью расположена в теле корпуса инструмента. Часть разгрузочных отверстий в поперечном сечении может быть выполнена удлиненной формы, при этом большая ось отверстия расположена параллельно оси смежной твердосплавной вставки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, в котором используются твердосплавные вставки, закрепляемые в корпусе инструмента методом запрессовки.

Известна шарошка бурового долота, включающая корпус с венцами, оснащенными твердосплавными породоразрушающими элементами в виде твердосплавных вставок, запрессованных в отверстия корпуса (см. патент РФ №2215111, кл. Е21В 10/16, 2003 г.).

К недостаткам данной шарошки бурового долота следует отнести малую стойкость, связанную с образованием трещин вокруг твердосплавных вставок в процессе их запрессовки. Это ведет к быстрому выпадению вставок из отверстий корпуса и, как следствие этого, к снижению эффективности разрушения породы.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является породоразрушающий инструмент, включающий корпус с запрессованными твердосплавными вставками, между которыми выполнены разгрузочные отверстия (см. патент ЕР 0869256, кл. Е21В 10/26, 11988 г.).

К негативным моментам данного инструмента относится недостаточная надежность крепления твердосплавных вставок из-за появления трещин в донной части гнезд под вставки, особенно это касается шарошечных долот. Это связано с жесткими ограничениями на технологию запрессовки, налагаемыми размерами опоры шарошечного долота. Другим недостатком известного инструмента является усиленный износ твердосплавных вставок шламом, особенно после износа поверхности корпуса, и значительного снижения вследствие этого проходного сечения разгрузочных канавок, используемых в качестве промывочных. Все это снижает эффективность работы инструмента.

В связи с изложенным, техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы долота за счет более надежного крепления вставок в корпусе инструмента и более качественной очистки забоя от шлама.

Поставленный технический результат по первому варианту достигается тем, что в породоразрушающем инструменте, включающем корпус с запрессованными твердосплавными вставками, между которыми выполнены разгрузочные отверстия, согласно изобретению соседние отверстия, расположенные на противоположных сторонах твердосплавной вставки, выполнены на разной глубине относительно поверхности корпуса, при этом, по меньшей мере, часть отверстий выполнена с переменным поперечным сечением, уменьшающимся в направлении вращения инструмента.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- по меньшей мере, часть разгрузочных отверстий полностью расположена в теле корпусе инструмента;

- что часть разгрузочных отверстий в поперечном сечении выполнена удлиненной формы, при этом большая ось отверстия расположена параллельно оси смежной твердосплавной вставки.

По второму варианту поставленный технический результат достигается тем, что в породоразрушающем инструменте, включающем корпус с запрессованными твердосплавными вставками, между которыми выполнены разгрузочные отверстия, согласно изобретению соседние отверстия, расположенные на противоположных сторонах твердосплавной вставки, выполнены на разной глубине относительно поверхности корпуса, при этом, по меньшей мере, часть отверстий выполнена с переменным поперечным сечением, увеличивающимся в направлении вращения инструмента.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- по меньшей мере, часть разгрузочных отверстий полностью расположена в теле корпусе инструмента;

- что часть разгрузочных отверстий в поперечном сечении выполнена удлиненной формы, при этом большая ось отверстия расположена параллельно оси смежной твердосплавной вставки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 представлены фрагменты инструмента во фронтальной плоскости в двух вариантах, на фиг.3 и 4 - схема расположения отверстий в плане также в двух вариантах.

Породоразрушающий инструмент содержит корпус 1, оснащенный породоразрушающими элементами в виде твердосплавных вставок 2, запрессованных в отверстия 3 корпуса 1. Между твердосплавными вставками 2 выполнены разгрузочные отверстия 4. При этом соседние отверстия 3, расположенные на противоположных сторонах твердосплавной вставки 2, выполнены на разной глубине относительно наружной поверхности корпуса 1. Это различие глубин - Н отверстий 4 может колебаться в значительных пределах и оно зависит от нескольких факторов, таких как размеры твердосплавных вставок 2, тип и размер породоразрушающего инструмента и т.д. В предложенном инструменте, по меньшей мере, часть разгрузочных отверстий 4 выполнена с переменным поперечным сечением, увеличивающимся по одному варианту в направлении вращения инструмента, а по другому - в противоположную сторону. Первый вариант используется при бурении по породам, образующим в большом количестве мелкий шлам. В этом случае, с целью исключения повторного измельчения шлама твердосплавными вставками 2, предусматривается использование эжекционного эффекта, создаваемого на выходе разгрузочными отверстиями 4 переменного сечения. При этом, по меньшей мере, часть отверстий 4 имеет переменное поперечное сечение по длине, преимущественно - коническое. При бурении же трещиноватых пород, для которых характерно образование крупного шлама, разгрузочные отверстия 4 выполняются с переменным сечением, увеличивающимся в направлении, противоположном вращению инструмента. Такое выполнение отверстий 4 обеспечивает быстрое и беспрепятственное удаление шлама с забоя скважины и работу вооружения долота по чистому забою. Размеры разгрузочных отверстий 4 выбираются в зависимости от типоразмера долот, размеров твердосплавных вставок 2 и типа разбуриваемых пород.

В процессе бурения к породоразрушающему инструменту прилагается осевое усилие, которое передается на забой через твердосплавные вставки 2. Усилие со стороны забоя воспринимается через вставки 2 корпусом 1 инструмента. При этом в зонах концентрации напряжений между станками отверстий 3 и твердосплавными вставками 2 в существующих долотах образуются микротрещины, которые приводят к сколу участков корпуса 1 в зоне размещения твердосплавных вставок 2 и к выпадению вставок 2 из отверстий 3 на забой скважины. Это часто приводит к выходу инструмента из строя. В предложенном инструменте, благодаря выполнению корпуса 1 с разгрузочными отверстиями 4, зоны концентраций напряжений вокруг твердосплавных вставок 1 значительно уменьшаются, а следовательно, уменьшается и вероятность образования микротрещин. Этот эффект усиливается благодаря выполнению разгрузочных отверстий 4 практически по всей высоте твердосплавных вставок 2, гарантирующих переориентацию зон концентрации напряжений.

Одновременно с этим выполнение разгрузочных отверстий 4 с переменным сечением повышает эффективность очистки забоя от шлама, исключает повторное его измельчение и снижает износ твердосплавных вставок благодаря исключению повторного измельчения шлама.

Все это способствует повышению стойкости вооружения долота и, как следствие этого, снижению стоимости затрат на проведение буровых работ.

1. Породоразрушающий инструмент, включающий корпус с запрессованными твердосплавными вставками, между которыми выполнены разгрузочные отверстия, отличающийся тем, что соседние отверстия, расположенные на противоположных сторонах твердосплавной вставки, выполнены на разной глубине относительно поверхности корпуса, при этом, по меньшей мере, часть отверстий выполнена с переменным поперечным сечением, уменьшающимся в направлении вращения инструмента.

2. Породоразрушающий инструмент по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть разгрузочных отверстий полностью расположена в теле корпуса инструмента.

3. Породоразрушающий инструмент по п.1, отличающийся тем, что часть разгрузочных отверстий в поперечном сечении выполнена удлиненной формы, при этом большая ось отверстия расположена параллельно оси смежной твердосплавной вставки.

4. Породоразрушающий инструмент, включающий корпус с запрессованными твердосплавными вставками, между которыми выполнены разгрузочные отверстия, отличающийся тем, что соседние отверстия, расположенные на противоположных сторонах твердосплавной вставки, выполнены на разной глубине относительно поверхности корпуса, при этом, по меньшей мере, часть отверстий выполнена с переменным поперечным сечением, увеличивающимся в направлении вращения инструмента.

5. Породоразрушающий инструмент по п.4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть отверстий полностью расположена в теле корпуса инструмента.

6. Породоразрушающий инструмент по п.4, отличающийся тем, что часть отверстий в поперечном сечении выполнена удлиненной формы, при этом большая ось отверстия расположена параллельно оси смежной твердосплавной вставки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, и может быть использовано при бурении геологоразведочных скважин. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по монолитным твердым породам. .

Изобретение относится к буровым долотам, а именно к породоразрушающим вставкам для буровых долот, предназначенных для разрушения перемежающихся по твердости пород.

Изобретение относится к буровым долотам, а именно к породоразрушающим зубкам буровых долот, предназначенным для разрушения перемежающихся по твердости пород. .

Изобретение относится к коронкам для ударно-вращательного бурения, преимущественно по абразивным породам. .

Изобретение относится к области буровой техники и используется при производстве буровых долот, оснащенных пластинами из поликристаллических алмазов (PDC). .

Изобретение относится к области бурового породоразрушающего инструмента режущего типа, преимущественно с алмазным вооружением. .

Изобретение относится к буровым породоразрушающим инструментам режущего типа преимущественно с алмазным вооружением, а именно к способам их изготовления. .

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к изготовлению алмазных буровых долот. .

Изобретение относится к буровому инструменту с твердосплавным или синтетическим алмазным вооружением. Обеспечивает повышение эффективности работы бурового инструмента, надежную фиксацию зубков. Буровой инструмент содержит корпус с отверстиями, в которых посредством фиксаторов закреплены породоразрушающие зубки с рабочей головкой и хвостовиком. Породоразрушающие зубки выполнены из нескольких элементов, каждый из которых представлен в виде части цилиндра с вертикальной плоской гранью в верхней части, причем хвостовик каждой части зубка выполнен в виде конуса с расширяющимся в сторону дна основанием, а отверстия под зубки выполнены в нижней части с ответным коническим расширением, при этом фиксатор установлен между плоскими гранями частей зубка, причем поверхности фиксатора со стороны стенок отверстия выполнены с выступами, а боковые стенки отверстий - с ответными впадинами. Боковые грани фиксатора в нижней части могут иметь клиновидную форму, а контактирующие с ними боковые грани частей зубка - ответные наклонные поверхности. Части зубка могут быть выполнены одинаковой конфигурации. Фиксатор может быть выполнен из материала с меньшей твердостью, чем материал рабочей головки частей зубка. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам и долотам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна и сплошным забоем. Обеспечивает повышение эффективности работы благодаря очистке забоя от разрушенных частиц алмазов нижнего слоя. Алмазный буровой инструмент включает корпус с присоединительной резьбой и матрицу, армированную алмазами, размещенными в несколько рядов в лунках трафареток, изготовленных из более мягкого материала по сравнению с материалом матрицы. Корпус оснащен несколькими герметически закрытыми камерами, снабженными подпружиненными в осевом направлении пружиной сжатия обратными клапанами, расположенными со стороны рабочего торца матрицы, при этом пружина сжатия размещена в полости камеры и жестко соединена с корпусом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к буровым инструментам с пассивными и активными элементами и к способам формирования такого инструмента. Обеспечивает замедление износа калибрующих и пассивных областей. Буровой инструмент содержит: корпус, имеющий торцевую поверхность на его дистальном конце и калибрующие области, включающие проходящие продольно вверх выступающие части нескольких лопастей, и хвостовик; переходную поверхность, включающую скос, расположенный между наружным диаметром на верхнем конце соответствующей калибрующей области и хвостовиком; и элемент для восходящего бурения, выполненный в виде детали, расположенной на переходной поверхности, проходящей от точки, прилегающей к переходной кромке между переходной поверхностью и соответствующей калибрующей областью, и имеющий пассивное расположение при нисходящем бурении и активное расположение при восходящем бурении или расширении ствола скважины снизу вверх. При осуществлении способа формирования бурового инструмента: формируют корпус, включающий активную область и пассивную область в режиме нисходящего бурения, причем активная область содержит части корпуса, дистальные относительно переходной кромки, а пассивная область включает части корпуса, проксимальные относительно переходной кромки, и пассивная область активна в режиме восходящего бурения; размещают элемент для восходящего бурения в пассивной области посредством размещения его на пластине крепления или формируют элемент для восходящего бурения интегрально с пластиной крепления; и прикрепляют пластину крепления к пассивной области. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам и долотам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна и сплошным забоем. Обеспечивает увеличение эффективности работы бурового инструмента, очистку забоя от разрушенных частиц алмазов нижнего слоя. Алмазный буровой инструмент включает корпус с матрицей, разделенной промывочными пазами на секторы, армированные несколькими рядами рабочих слоев, содержащих трафаретки и размещенные в их лунках алмазы. Между рабочими слоями закреплены термоплавкие вставки, а рабочие слои оснащены сетками, в ячейках которых установлены алмазы, причем сетки соединены с пружиной растяжения, закрепленной в пазу корпуса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области бурового инструмента и способам его изготовления. Технический результат обеспечивается геометрической компенсацией, используемой для улучшения точности, с которой элементы могут размещаться на буровых долотах, формируемых с использованием прессования частиц и спекания. При осуществлении способа формирования корпуса долота для роторного бурения прогнозируют ошибку расположения, которую будет иметь по меньшей мере один элемент из группы элементов на не полностью спеченном корпусе долота, при спекании не полностью спеченного корпуса долота до заданной конечной плотности, формируют по меньшей мере один элемент из группы элементов на не полностью спеченном корпусе долота в месте расположения, по меньшей мере частично определенном по прогнозируемой ошибке расположения, которую будет иметь по меньшей мере один из группы элементов, и спекают не полностью спеченный корпус долота до требуемой конечной плотности. Корпус долота для роторного бурения, не полностью спеченный, имеет профиль режущей поверхности с формой, отличающейся от заданной формы проектного профиля режущей поверхности полностью спеченного корпуса долота, формируемого из не полностью спеченного корпуса долота. 2 н.з. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Группа изобретений относится к конструкциям для использования в бурении подземных пород, включающим по меньшей мере один режущий элемент, в частности, к буровым долотам и инструменту с режущими элементами. Техническим результатом является повышение стабильности и срока службы бурового долота. Режущий элемент содержит объем суперабразивного материала, включающий: режущую поверхность, проходящую в двух измерениях и поперек продольной оси режущего элемента, причем часть режущей поверхности может быть не перпендикулярна продольной оси режущего элемента; заднюю границу, расположенную сзади режущей поверхности; и по меньшей мере один паз в режущей поверхности, начинающийся вблизи ее боковой границы и проходящий через по меньшей мере часть режущей поверхности. Паз может иметь переменную глубину, проходить через или по диаметру (диаметрам) режущей поверхности. К пазу могут прилегать ребра. 8 н. и 2 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению алмазной буровой коронки методом пропитки. Разовую графитовую пресс-форму изготавливают со сквозными отверстиями, формы и размеры которых соответствуют нижней проекции сечения секторов матрицы коронки, при укладке алмазов, загрузке, формовании и прессовании шихты матрицы под графитовую пресс-форму помещают основание, верхняя поверхность которого повторяет профиль поверхности нижней части секторов матрицы, при спекании в вакуумной печи основание удаляют, при этом под каждым сектором матрицы коронки располагают таблетки из пропитываемого металла или сплава так, чтобы пропитка происходила снизу вверх. Обеспечивается саморегулируемая и равномерная дозировка пропитываемого металла или сплава во всех секторах матрицы, равномерная плотность матрицы, повышение выхода годного, а также исключается образование наплыва металла на корпус инструмента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к резцам, скважинным инструментам, применяемым в подземном бурении, и способам формирования паза резца. Технический результат заключается в точной ориентации резцов в пазах скважинных инструментов. Резец включает подложку, содержащую соединительную поверхность с одного торца подложки, имеющей конфигурацию для соединения внутри паза резца; и множество индексов резца, по меньшей мере, на участке соединительной поверхности, в котором каждый индекс резца расположен вокруг центральной оси подложки и проходит менее чем полностью вокруг центральной оси, и в котором множество индексов резца, по существу, равномерно разнесены по окружности вокруг центральной оси подложки. Соединительная поверхность может быть прецизионно расположена внутри паза резца более чем в одном положении, в котором соединительная поверхность является неплоской. 7 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к буровым инструментам и способам их твердосплавного упрочнения. Технический результат заключается в повышении сопротивления бурового инструмента к истиранию, эрозии. Буровой инструмент включает корпус; по меньшей мере один режущий элемент на корпусе; и материал твердосплавного упрочнения на по меньшей мере части поверхности корпуса, содержащий металлический матричный материал и частицы поликристаллического алмазного материала, внедренные в металлический матричный материал и включающие множество взаимно скрепленных друг с другом алмазных кристалликов. Частицы поликристаллического алмазного материала содержат фрагменты одного или нескольких слоев поликристаллического алмазного материала. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к получению поликристаллического алмазного режущего элемента методом порошковой металлургии. Может использоваться для изготовления долот для бурения подземных пород. Для получения поликристаллического алмазного режущего элемента первоначально из алмазных частиц формуют вставку при давлении и температуре, достаточных для образования связей алмазного типа в присутствии катализатора, после чего практически полностью удаляют из нее катализатор. Вставку, практически не содержащую катализатор, прикрепляют к несущей подложке при температуре и давлении, достаточных для поддержания стабильности связей алмазного типа посредством связующего материала, по меньшей мере, частично отличающегося от материала катализатора. Полученный режущий элемент обладает высокой термостабильностью. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх