Бур для скальных пород



Бур для скальных пород
Бур для скальных пород
Бур для скальных пород

 


Владельцы патента RU 2485276:

Закрытое акционерное общество "Торгово-промышленная компания "СПЕРАНЦА" (RU)

Изобретение относится к буровой технике, а именно к бурам для скальных пород. Обеспечивает повышение скорости проходки скважины. Бур состоит из пилота-забурника, корпуса с винтовыми лопастями, буровых резцов, оснащенных твердосплавными вставками. Корпус с винтовыми лопастями изготовлен литым с шагом винтовых лопастей, равным диаметру бура. Буровые резцы установлены на опорной пластине асимметрично друг другу и под углом α к вертикали и углом β к горизонтали. Превышение каждого последующего резца не более высоты твердосплавной вставки резца. 3 ил.

 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкции бурового инструмента для вращательного бурения неглубоких скважин в грунтах IV-VII категорий буримости по нормам СНиП IV-2-82, а также асфальтобетонных дорог и придорожной насыпи.

Известны буры для скальных пород, которые выпускаются российскими компаниями, например компанией ОАО «Стройдормаш», г.Алапаевск Свердловской области. Информация о продукции компании приведена в каталоге компании и на интернет-сайте http://www.zavod-sdm.ru/rus/catalog/category/good.htm?good=101. Аналогом заявляемого технического решения являются буры БК-02801 и БК-02703, предназначенные для бурения грунтов IV-VII категорий и укомплектованные круглыми поворотными резцами.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является корпус бура по патенту RU 2391481 С1, состоящий из пилота-забурника, хвостовика, отличающийся тем, что включает сварные наборные диски и зубья, установленные в отверстия дисков. Корпус бура собирают посредством сварки наборных дисков, выполненных из листового материала, и располагают друг относительно друга таким образом, что две воображаемые линии, проходящие через вершины режущих элементов зубьев, являющиеся максимальными габаритными размерами дисков, образуют две одинаковые конические симметричные спирали с переменным шагом.

Недостаток известного технического решения в том, что ступенчатая поверхность такой конфигурации уменьшает скорость выноса грунта из зоны резания, что приводит к уменьшению скорости проходки и увеличению осевого усилия для бурения. Кроме того, сборка корпуса бура представляет трудоемкий, материалоемкий процесс за счет большого объема сварочных работ.

Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении скорости проходки скважины буром при бурении пород IV-VII категорий буримости за счет изготовления корпуса бура литой конструкции с шагом винтовых лопастей, равным диаметру бура, и расположения буровых резцов на опорной пластине.

Как известно, скорость бурения при шнековом способе очистки скважины зависит не только от осевого усилия (выдавливания разрушенной породы из зоны разрушения), но и от скорости выноса разрушенной породы из зоны резания на транспортирующий орган (шнек). Т.е. необходимо приблизить транспортирующий орган непосредственно к разрушаемой зоне. Для этого надо уменьшить высоту режущей головки, что и сделано в данном техническом решении - резцы расположены на опорной пластине, непосредственно примыкающей к транспортирующему органу.

Подъем грунта при шнековом способе очистки скважины производится за счет разницы сил трения грунта о стенку скважины и о лопасти транспортирующего органа. Поэтому ступенчатая форма транспортирующего органа не предпочтительна.

Кроме того, гладкая форма транспортирующих лопастей позволяет осуществить покрытие этих поверхностей материалами, обладающими меньшим коэффициентом трения по сравнению со стальным и увеличивающими абразивную стойкость инструмента.

Для работы на грунтах IV-VII категорий буримости большое значение имеет осевое усилие на резцах, позволяющее им осуществить внедрение в породу. Поэтому в данном техническом решении применена асимметричная установка резцов на опорной пластине, что позволило уменьшить количество резцов и увеличить осевое усилие на каждый резец.

Для получения ступенчатой формы забоя резцы располагаются на разных высотах относительно горизонтальной плоскости опорной пластины, причем разница высот между двумя соседними резцами не больше высоты твердосплавной вставки, которой оснащены резцы.

Для равномерного износа головки бурового резца он должен вращаться в своем гнезде при вращении бура. Это достигается установкой резца под углом α относительно вертикали и углом β относительно горизонтали. При этом α не более 20°, а β не менее 90°.

Заявляется бур шнековый скальный, состоящий из пилота-забурника, корпуса с винтовыми лопастями, буровых резцов, оснащенных твердосплавными вставками. Корпус с винтовыми лопастями изготовлен литым с шагом винтовых лопастей, равным диаметру бура, а буровые резцы установлены на опорной пластине асимметрично друг другу и под углом α к вертикали и углом β к горизонтали, превышение каждого последующего резца не более высоты твердосплавной вставки резца.

На Фиг.1 представлен общий вид бура, где:

1 - шнековый корпус;

2 - заслонки;

3, 6 - буровые резцы;

4 - опорная пластина;

5 - корпус пилота-забурника;

7, 8, 9 - резцы пилота-забурника.

На Фиг.2 представлена схема образования ступенчатого забоя при бурении скважины, где:

D - диаметр буровой скважины;

d - диаметр скважины пилота-забурника;

α - целик, оставляемый резцами пилота-забурника.

На Фиг.3 представлена схема расположения резцов на опорной пластине и на пилоте-забурнике, где:

1 - шнековый корпус;

3, 6 - буровые резцы;

4 - опорная пластина;

5 - пилот-забурник;

7 - резец пилота-забурника;

8, 9 - центральные резцы пилота-забурника.

Заявляемые технические результаты достигаются следующим образом.

Бур состоит из шнекового литого корпуса с винтовыми лопастями 1, в верхней части которого шарнирно закреплены заслонки 2, пилота-забурника 5 с резцами 7, 8, 9. Шнековый корпус установлен на опорную пластину 4, на которой в своих гнездах установлены буровые резцы 3 и 6, обеспечивающие при бурении образование ступенчатого забоя. Причем все резцы в своих гнездах могут вращаться и оснащены вставками из твердого сплава. Буровые резцы 3 формируют диаметр скважины и расположены симметрично относительно оси скважины, а резцы 6 установлены асимметрично друг другу по высоте относительно друг друга не более высоты вставки. Резцы 3 и 6 установлены на опорной пластине 4 под углом α к вертикали и углом β к горизонтали, что позволяет уменьшить осевое усилие на бур и получить вращение резцов в своих гнездах.

Заявляемый бур работает следующим образом.

После образования опережающей скважины пилотом-забурником 5 в работу включаются буровые резцы 6. Первым включается резец, расположенный ближе к пилоту-забурнику, и на него передается осевое усилие буровой машины, вдавливая его в породу. При повороте бура происходит разрушение породы и образуются канавки трением о боковые грани канавки, происходит поворот резца в своем гнезде. При дальнейшем повороте бура в работу вступают другие резцы. Так образуется ступенчатая форма забоя скважины. Чтобы продолжить бурение, необходимо очистить образовавшуюся скважину от разрушенной породы. Для этого она должна быть подана на шнековые лопасти корпуса 1 путем вдавливания бура в разрушенную породу. Так как разрушенная порода за счет разрыхления увеличивается в объеме, то та часть, которая будет выдавлена из разрушаемого пространства, должна быть подана на транспортирующие лопасти шнека. Поэтому для уменьшения осевого усилия уменьшено расстояние от первого разрушающего резца до шнековых лопастей транспортирующего органа. Резцы 3 и 6 расположены на опорной пластине 4, которая приварена к корпусу бура. Разрушенная порода, попадая на лопасти корпуса и поднимаясь вверх, очищает скважину, что позволяет успешно вести процесс бурения дальше.

Бур, состоящий из пилота-забурника, корпуса с винтовыми лопастями, буровых резцов, оснащенных твердосплавными вставками, отличающийся тем, что корпус с винтовыми лопастями изготовлен литым с шагом винтовых лопастей, равным диаметру бура, а буровые резцы установлены на опорной пластине асимметрично друг другу и под углом α к вертикали и углом β к горизонтали, при этом превышение каждого последующего резца не более высоты твердосплавной вставки резца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам режущего типа, преимущественно для разбуривания пород, способных к налипанию. .

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к буровым режущим открывающимся долотам, применяемым в сейсморазведке при бурении взрывных скважин в неустойчивых грунтах или строительстве при сооружении буронабивных свай.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа. .

Сверло // 2477673
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сверлах, применяемых для сверления бетона или других каменных конструкций, горной породы и т.п. .

Изобретение относится к горному делу, в частности самобурящим анкерным болтам для крепления кровли и стен горной выработки. .

Изобретение относится к усовершенствованию модульного бурового долота с неподвижными режущими элементами и его корпуса и способам их изготовления. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, в частности к буровому алмазному долоту. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам режущего типа, преимущественно для разбуривания абразивных пород. .

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами

Изобретение относится к способу изготовления изделий для бурения, содержащих спеченный цементированный карбид, в частности, бурового долота и его деталей, таких как корпус долота и конические шарошки. Буровое изделие содержит по меньшей мере одну деталь из цементированного карбида, соединительную фазу, содержащую неорганические частицы и матричный металл и/или сплав металла, и деталь из нецементированного карбида. Общий объем деталей из цементированного карбида составляет по меньшей мере 5% от общего объема изделия. Температура плавления неорганических частиц превышает температуру плавления матричного материала. Деталь из нецементированного карбида содержит металлическую деталь, включающую в себя зерна по меньшей мере одного из вольфрама, сплава вольфрама, тантала, сплава тантала, молибдена, сплава молибдена, ниобия и сплава ниобия, диспергированных в непрерывной матрице металла или металлического сплава. Способ включает заполнение пространства между неорганическими частицами и деталью из цементированного карбида расплавленным металлом или металлическим сплавом с последующим отверждением металла или металлического сплава для формирования изделия. Полученное изделие обладает заданной комбинацией таких свойств как прочность, износостойкость и твердость. 9 н. и 86 з.п. ф-лы, 13 ил., 3 пр.

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 лопастному долоту для роторного бурения. Технический результат заключается в улучшенной защите резцов от воздействия нагрузок, увеличении срока службы долота, предотвращении растрескивания и скалывания режущих элементов. Лопастное долото для роторного бурения содержит корпус долота, имеющий торцевую поверхность и ось; по меньшей мере одну лопасть, имеющую ведущую и заднюю грани и проходящую в продольном и радиальном направлении наружу над торцевой поверхностью корпуса долота; и ряд основных резцов, включающий по меньшей мере один основной резец, имеющий режущую поверхность, часть которой закрыта частью по меньшей мере одной лопасти, выступающий по меньшей мере частично из по меньшей мере одной лопасти и расположенный так, чтобы проходить траекторию резания при вращении корпуса долота вокруг оси, для захвата породы при движении по траектории резания. На части ведущей грани по меньшей мере одной лопасти имеется скос, проходящий по ее наружной протяженности. 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению буровых долот для бурения земли путем пропитки. Подготавливают рабочую литейную форму, в которой размещен твердый элемент из связующего материала, содержащего металл или металлический сплав. Засыпают в литейную полость рабочей литейной формы слой порошкового матричного материала на основе карбида переходного металла или на основе металла, или металлического сплава, содержащего карбид, и нагревают для обеспечения прохода расплавляемого связующего материала от твердого элемента и последующей пропитки им слоя порошкового матричного материала. Твердый элемент из связующего материала может быть размещен в канале, который сообщается с литейной полостью высотой hmv с возможностью подачи расплавляемого связующего материала из канала ниже отметки 1/2hmv. Нагрев рабочей литейной формы осуществляют с обеспечением прохода для расплавленного связующего материала сквозь часть слоя порошкового матричного материала для пропитки. Средний диаметр прохода существенно больше средней межзерновой пористости порошкового матричного материала. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к резцам для вращательного бурения. Резец включает корпус с хвостовиком и перьями, армированными твердосплавными пластинами, режущие кромки которых расположены симметрично относительно продольной оси корпуса. Передняя грань твердосплавных пластинок выполнена выпуклой формы в виде цилиндрической поверхности, образующая которой параллельна оси пера. Высота выпуклости уменьшается от внутренней части пера к его внешней части и составляет 0,5…2 мм. Технический результат заключается в увеличении стойкости резца, снижении удельной энергоемкости разрушения путем перераспределения контактных напряжений на передней грани резца. 2 ил.

Изобретение относится к резцам для вращательного и ударно-вращательного бурения. Резец состоит из хвостовика, державки и режущего органа, армированного пластинкой твердого сплава, заточенного клинообразно в направлении подачи. Хвостовик резца снабжен цилиндрической наружной частью меньшей длины, чем хвостовик, коаксиально установленной на передней части хвостовика. Хвостовик резца выполнен с цилиндрическим уступом для опоры конца наружной цилиндрической части хвостовика, противоположной ее режущему концу. Хвостовик резца соединен с цилиндрической наружной частью хвостовика сайлентблоком. Армированная пластинка твердого сплава выполнена из трех частей, две из которых установлены на режущем конце наружной части хвостовика, третья установлена на режущем конце внутренней части хвостовика. Технический результат заключается в повышении надежности резца путем уменьшения импульсных динамических усилий на кромке пластинки, установленной на режущем конце наружной части хвостовика. 4 ил.

Изобретение относится к резцам, предназначенным для бурения шпуров в массивах горных пород. Технический результат заключается в повышении работоспособности и создании конструкции резца, способного производить бурение шпуров в массивах горных пород. Четырехступенчатый трехлезвийный буровой резец для вращательного бурения шпуров включает ступень резания, ступень экскавации отбуренной породы, замковую ступень для крепления на буровой штанге. Резец дополнительно оснащен зажимной ступенью, расположенной между ступенью экскавации и замковой ступенью, обеспечивающей силовое соединение резца со штангой, причем высоты каждой из четырех ступеней вдоль геометрической оси вращения резца выполнены в соотношениях 2/10:3/10:2/10:3/10 от общей высоты резца с допуском на каждую ступень ±0,5/10. На ступени резания расположены твердосплавные пластины, имеющие форму семигранника, две из граней которого выполнены взаимно перпендикулярными и служат для закрепления их посредством припоя на конгруэнтном теле резца, две фронтальные грани, образующие между собой тупой угол, предназначены для прямого контакта с буримой горной породой, а три оставшихся грани образуют с двумя фронтальными режущие кромки с различными углами резания. Реборда шнека ступени экскавации отбуренной породы выполнена по высоте с изменяющимся шагом и с уменьшающимся радиусом от ступени резания к зажимной ступени. Зажимная ступень, предназначенная для крепления на буровой штанге, выполнена с шестью попарно-параллельными плоскими гранями, расстояния между которыми заданы в соответствии со стандартными размерами под ключ. Замковая ступень выполнена в виде резьбового соединения с внутренним отверстием, которое может быть выполнено цилиндрическим или по параболическому или коническому закону с уменьшением диаметра к зажимной ступени. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам для вращательного бурения. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Долото для вращательного бурения содержит корпус с резьбовым ниппелем и лопастями, армированными наклонно расположенными резцами, передние грани которых выполнены с пазами с переменным поперечным сечением. Резцы выполнены в форме полуцилиндров, а пазы на их передней грани - с поперечным сечением, увеличивающимся в направлении от забоя к резьбовому ниппелю, при этом верхние части пазов сообщены между собой дополнительным пазом, выполненным на наружной поверхности лопасти и расположенным непосредственно над резцами. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к конструкциям буровых режущих долот, применяемых в сейсморазведке при бурении взрывных скважин в неустойчивых грунтах и обводненных породах I-IV категории по буримости. Технический результат заключается в обеспечении бурения в плывунах с гарантированным погружением заряда взрывчатых веществ в скважину. Буровое режущее долото содержит корпус со сквозным осевым отверстием, боковые резцы, армированные твердым сплавом и размещенные на корпусе долота. Буровое режущее долото также содержит одноразовую заглушку, верхняя часть которой выполнена с уплотнительными буртиками, при этом корпус одноразовой заглушки выполнен пустотелым, а в торце корпуса долота выполнена проточка. 5 ил.
Наверх