Буровой инструмент

Авторы патента:

Комаров Михаил Алексеевич (RU)

Кремлев Виталий Игоревич (RU)

Панин Николай Митрофанович (RU)

Гавриленко Андрей Васильевич (RU)

Сорокин Владимир Федорович (RU)

E21B10/56 - вставки сферической или шаровидной формы ( E21B 10/52 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2530034:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления бурового инструмента, повышении надежности крепления вставок. Буровой инструмент включает корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, состоящие из цилиндрического хвостовика, рабочей головки и узла фиксации вставки с корпусом. Каждый узел фиксации образован выступом, выполненным на торце хвостовика, и боковыми стенками паза, выполненными на дне отверстия корпуса. Выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия выполнены в виде части тора, ось которого перпендикулярна оси хвостовика. Выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия в поперечном сечении имеют вид клина. Боковые поверхности выступа на торце хвостовика в продольном сечении имеют пилообразную форму. 3 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками.

Известен буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки с цилиндрическим хвостовиком, рабочую головку и узел фиксации вставки с корпусом (патент США №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).

В данном буровом инструменте узел фиксации выполнен в виде сочетания выступов и впадин на боковой поверхности хвостовика. При запрессовке вставок в отверстия корпуса бурового инструмента выступы в виде продольных ребер врезаются в стенки отверстия корпуса и предохраняют ее от проворота и выпадения.

Основным недостатком данной вставки является сложность изготовления хвостовика, представляющего собой многогранную поверхность. Именно это и послужило причиной того, что буровые инструменты с таким способом крепления твердосплавных вставок не нашли промышленного применения.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент, включающий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие цилиндрический хвостовик, рабочую головку и узел фиксации вставки с корпусом (авторское свидетельство СССР №1562420, кл. Е21В 10/16, 1990 г.).

В данной вставке узел фиксации выполнен в виде сочетания втулок со стержнями, установленными в совмещенных пазах на торцах втулок и ступенчатых хвостовиков твердосплавных вставок.

Недостатком данного бурового инструмента является сложность изготовления, что связано с необходимостью точного совмещения пазов на торце хвостовика и втулки со стержнем с обеспечением необходимого натяга между стенками отверстия в корпусе, втулкой и стержнем. Особо это сказывается при использовании вставок небольшого диаметра и необходимости, как следствие этого, использования большого количества вставок, например, для армировки шарошечных долот.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления бурового инструмента.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, включающем корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие цилиндрический хвостовик, рабочую головку и узел фиксации вставки с корпусом, согласно изобретению каждый узел фиксации образован выступом, выполненным на торце хвостовика, и боковыми стенками паза, выполненными на дне отверстия корпуса, при этом выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия выполнены в виде части тора, ось которого перпендикулярна оси хвостовика, выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия в поперечном сечении имеют вид клина, а боковые поверхности выступа на торце хвостовика в продольном сечении имеют пилообразную форму.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент общего вида бурового инструмента; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.

Предложенный буровой инструмент включает корпус 1 (см. фиг.1 и 2) с отверстиями 2 под твердосплавные вставки 3, каждая из которых состоит из цилиндрического хвостовика 4, рабочей головки 5, преимущественно клиновидной формы, и узла фиксации вставки 3 относительно корпуса 1. При этом каждый узел фиксации образован выступом 6, выполненным на торце хвостовика 4, и боковыми стенками паза 7, выполненными на дне отверстия 2 корпуса 1. Выступ 6 на дне хвостовика 4 и паз 7 на дне отверстия 2 выполнены в виде части тора 8, ось которого перпендикулярна оси хвостовика 4, причем в поперечном сечении они имеют вид клина 9. При этом боковые клинообразные поверхности 9 выступа 6 в продольном сечении имеют пилообразную форму (см. фиг.1 и 3).

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента клиновидная рабочая головка 5 осуществляет разрушение породы. При этом осевая нагрузка передается через клиновидный выступ 6 на боковые стенки паза 7 и благодаря пилообразной форме боковых поверхностей выступа 6 обеспечивается, кроме основного натяга хвостовика 4, дополнительный натяг вставок 3 относительно корпуса 1. Выполнение же выступа 6 в виде части тора с определенной ориентацией упрощает технологию изготовления вставок 3. Этому же способствует также и форма выполнения паза 7 на дне отверстия 2 корпуса 1 также в виде части тора, соответствующей торообразной форме выступа 6. При использовании клиновидных рабочих головок 5 на вставки 3 постоянно действуют нагрузки, стремящиеся развернуть вставку по линии наименьшего сопротивления. Смещение вставок 3 вокруг своей оси приводит к быстрому их выпадению и созданию на забое аварийной ситуации. В предложенном инструменте эта проблема решается технологически простым способом, а именно использованием клиновидных выступов 6 на торце хвостовика 4 и ответной формы пазов на дне отверстий.

Таким образом, применение предложенного бурового инструмента позволяет наряду с упрощением технологии его изготовления, повысить также и надежность крепления вставок.

Буровой инструмент, включающий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, состоящие из цилиндрического хвостовика, рабочей головки и узла фиксации вставки с корпусом, отличающийся тем, что каждый узел фиксации образован выступом, выполненным на торце хвостовика, и боковыми стенками паза, выполненными на дне отверстия корпуса, при этом выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия выполнены в виде части тора, ось которого перпендикулярна оси хвостовика, выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия в поперечном сечении имеют вид клина, а боковые поверхности выступа на торце хвостовика в продольном сечении имеют пилообразную форму.

Изобретение относится к изготовлению резцов из цементированного карбида со сверхтвердыми наконечниками, в частности, для разрушения твердых и абразивных материалов.

Заполненный резец из поликристаллического алмаза с высокой теплопроводностью // 2521681

Группа изобретений относится к резцам со вставкой из поликристаллического алмазного композита (PDC-резцам) и к способам изготовления PDC-резца. Технический результат заключается в увеличении срока службы PDC-резцов, улучшении их термических свойств.

Резец из поликристаллического алмаза с высокой теплопроводностью // 2520319

Выполненная с увеличенной вязкостью буровая коронка инструмента для бурения породы и способ увеличения вязкости таких буровых коронок // 2488681

Резцы для скважинных режущих устройств // 2403367

Изобретение относится к буровому инструменту. .

Буровое долото с поликристаллическими алмазными элементами // 2377384

Изобретение относится к вооружению буровых долот, а конкретнее к породоразрушающим алмазным элементам, так называемым PDC-элементам. .

Поликристаллический алмазный абразивный элемент // 2355865

Изобретение относится к вставкам для инструментов и, в частности, к режущим вставкам для применения в инструменте при сверлении и бурении скважин в подземных породах.

Твердосплавная вставка-катенид // 2347885

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту и может быть использовано в коронках для бурения шпуров ударно-вращательным методом. .

Композитный материал с плотным слоем абразивного материала // 2303688

Буровая коронка для ударного бурения и головка для него // 2301318

Упрочненные алмазами режущие элементы, снабженный ими буровой инструмент и способ их изготовления // 2530105

Группа изобретений относится к режущим элементам для использования в бурении подземных пород, к буровым инструментам с такими режущими элементами и к способам изготовления таких режущих элементов. Технический результат заключается в увеличении срока службы и устойчивости режущих элементов. Режущие элементы включают подложку, переходной слой и рабочий слой. Переходной слой и рабочий слой включают непрерывную матричную фазу и дискретную алмазную фазу, диспергированные в матричной фазе. Концентрация алмазов в рабочем слое выше, чем в переходном слое. В каждом буровом инструменте имеется по меньшей мере один такой режущий элемент. Способы изготовления режущих элементов и буровых инструментов включают смешивание алмазных кристаллов с частицами матрицы для формирования смеси. Смесь составляется так, чтобы объемное содержание алмазных кристаллов было примерно 50% или более твердого вещества в смеси. Смесь спекается для формирования рабочего слоя режущего элемента, в котором по меньшей мере по существу отсутствует поликристаллический алмазный материал и который содержит алмазные кристаллы, диспергированные в непрерывной матричной фазе, сформированной из частиц матрицы. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Суперабразивные резцы с пазами на режущей поверхности и снабженные ими буровые долота и инструмент // 2532026

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.

Твердосплавная вставка // 2534783

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления вставки и обеспечении высокой надежности крепления в корпусе бурового инструмента. Твердосплавная вставка содержит цилиндрический хвостовик, рабочую головку, соединенные между собой коническим участком, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота. Боковая поверхность хвостовика выполнена, по меньшей мере, с двумя кольцевыми проточками с треугольным сечением в продольной плоскости, расположенными ниже конического участка. Конические участки проточек своими меньшими основаниями обращены один к другому. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Буровой инструмент // 2536598

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Буровой инструмент включает корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие ступенчатый цилиндрический хвостовик с продольным пазом на торце, рабочую головку и узел фиксации вставки, состоящий из втулки, закрепленный в отверстии корпуса с большим натягом, чем хвостовик во втулке, и установленного в совмещенных пазах хвостовика и втулки стержня. Хвостовик вставки выполнен со сквозным радиальным каналом, соединенным с его продольным пазом. Диаметр канала соответствует поперечному размеру стержня и превышает поперечный размер продольного паза хвостовика. Канал смещен от торца хвостовика в сторону рабочей головки вставки. Технический результат заключается в повышении надежности соединения вставок с корпусом бурового инструмента. 2 ил.

Резец, скважинный инструмент и способ формирования паза резца // 2537432

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.

Твердосплавная вставка // 2537732

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок, преимущественно для ударного и ударно-вращательного способов бурения. Твердосплавная вставка содержит цилиндрический хвостовик и рабочую головку с торцом в виде полутора. Особенностью предложенной вставки является выполнение на внутренней поверхности рабочей головки клиновидных выступов, продольные оси симметрии которых пересекаются на продольной оси хвостовика, при этом вершины клиновидных выступов в поперечном сечении имеют закругленную форму. Технический результат заключается в снижении энергоемкости процесса разрушения породы и повышении производительности бурового инструмента. 2 ил.

Буровой инструмент // 2543766

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Буровой инструмент включает корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками с рабочими головками, полости которых сообщены с каналами корпуса. На внутренней поверхности рабочей головки выполнены клиновидные выступы, расположенные под острым углом к диаметральной плоскости рабочей головки. Осевой канал полости каждой вставки имеет винтообразную форму. Угол наклона клиновидных выступов в полости рабочей головки совмещен с направлением винтообразных каналов. Вершины клиновидных выступов могут иметь в поперечном сечении закругленную форму. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового инструмента. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Буровой инструмент // 2543768

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Технический результат заключается в повышении эффективности работы инструмента. Буровой инструмент включает корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками, полости которых сообщены с каналами корпуса. Каждая твердосплавная вставка снабжена направляющим элементом для очистного агента, выполненным в виде шнека, размещенного в полости вставки и зафиксированного в ней от проворота. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Твердосплавная вставка // 2543769

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок, преимущественно для ударного и ударно-вращательного способов бурения. Твердосплавная вставка содержит полый цилиндрический хвостовик и рабочую головку с торцом в виде полутора. На внутренней поверхности рабочей головки выполнены клиновидные выступы, расположенные под острым углом к диаметральной плоскости рабочей головки. Вершины клиновидных выступов в поперечном сечении имеют закругленную форму. Технический результат заключается в повышении эффективности работы породоразрушающей вставки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Лопастное долото // 2559261

Изобретение относится к долотам режуще-скалывающего действия, корпуса которых изготовлены как из стального материала, так и из матричного материала, пассивная калибрующая часть которых наплавлена твердосплавным покрытием и усилена алмазными поликристаллическими резцами PDC. Технический результат заключается в повышении ударостойкости вооружения пассивной калибрующей части долота. Лопастное долото включает корпус с присоединительной резьбой, центральным каналом и выходными отверстиями для промывочной жидкости, лопастями с пассивной калибрующей частью, поверхность которой защищена твердосплавным слоем и усилена алмазными резцами PDC. Алмазные PDC резцы установлены таким образом, что в плоскости, перпендикулярной оси долота, ось алмазного резца PDC наклонена под углом в пределах от 3 до 5 градусов к плоскости, проходящей через ось долота и центр данного резца, в сторону, противоположную вращению долота, причем выступающая передняя кромка алмазного резца PDC размещена на номинальном диаметре долота. 4 ил.