Твердосплавная вставка



Твердосплавная вставка
Твердосплавная вставка
Твердосплавная вставка

 


Владельцы патента RU 2534783:

Панин Николай Митрофанович (RU)

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.

 

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок.

Известна твердосплавная вставка, содержащая цилиндрический хвостовик и рабочую головку с вершиной в виде части тора, при этом сама головка выполнена конической формы (авт.свидетельство СССР №446622, кл. Е21В 10/15, 1972 г.).

К недостаткам данной твердосплавной вставки следует отнести малую надежность крепления вставок в отверстиях корпуса и, как следствие этого, высокую вероятность их выпадения, что снижает все показатели работ буровых долот.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является твердосплавная вставка, содержащая цилиндрический хвостовик, рабочую головку, соединенные между собой коническим участком, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота (патент США №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).

В данной вставке 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 вставки такой конструкции не нашли промышленного применения.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления вставки при одновременном сохранении прочности соединения ее с корпусом.

Указанный технический результат достигается тем, что в твердосплавной вставке, содержащей цилиндрический хвостовик, рабочую головку, соединенные между собой коническим участком, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота, согласно изобретению боковая поверхность хвостовика выполнена, по меньшей мере, с двумя кольцевыми проточками с треугольным сечением в продольной плоскости, расположенными ниже конического участка, при этом конические участки проточек своими меньшими основаниями обращены один к другому.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:

- хвостовик ее выполнен ступенчатой формы, причем проточки выполнены на разных ступенях;

- кольцевая проточка в продольном сечении выполнена в форме прямоугольного треугольника, один из катетов которого расположен перпендикулярно оси хвостовика, а другой - параллельно;

- кольцевая проточка в продольном сечении выполнена в форме тупоугольного треугольника, вершина тупого угла которого расположена на наружной поверхности хвостовика;

- участок хвостовика под нижней проточкой выполнен с продольными ребрами, высота которых не превышает высоту нижней проточки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид вставки; на фиг.2 - узел А на фиг.1; на фиг.3 - узел Б на фиг.1.

Предложенная твердосплавная вставка включает цилиндрический хвостовик 1, рабочую головку 2, соединенные между собой коническим участком 3, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота. Отличительной особенностью предложенной вставки является то, что боковая поверхность хвостовика 1 выполнена, по меньшей мере, с двумя кольцевыми проточками 4 и 5, расположенными ниже конического участка 3, при этом конические участки проточек 4 и 5 своими меньшими основаниями обращены один к другому. Такое выполнение вставки позволяет использовать верхнюю кольцевую проточку 4 в качестве фиксатора благодаря тому, что вершина кромки 6, направленная вверх, врезаясь в стенки отверстия корпуса, препятствует смещению вставки вверх. Этому помогает также наличие конического участка 3, который способствует «затеканию» материала корпуса в полость кольцевой проточки 4. В этом случае материал корпуса заполняет кольцевую проточку 4 и образует защитный бурт, который предохраняет вставку от осевого перемещения, а следовательно, и от выпадения из отверстия корпуса долота. Защитный бурт может быть образован в процессе запрессовки вставок в отверстия корпуса, материал которого предварительно разогревают до определенной температуры. Дополнительно к этому образованию защитного бурта способствует также и конический участок 3 вставки в процессе всего времени работы бурового долота за счет передачи осевого усилия на материал корпуса долота. Повышению надежности фиксации вставок в отверстиях корпуса способствует и выполнение кольцевой проточки 4 с острой кромкой 6, которая при осевом перемещении вставки врезается в стенки отверстия 2 корпуса 1 и препятствует ее выпадению. Наиболее целесообразно кромку 6 выполнять с углом при вершине менее 90°. Такая кромка образуется в случае использования проточек 4 с продольным сечением в виде тупоугольного треугольника. При этом остроугольная вершина кромки 7 нижней проточки 5 позволяет упростить процесс запрессовки вставки в отверстие корпуса. Этому также способствует выполнение хвостовика 1 ступенчатой формы, а нижней ступени - с продольными ребрами 8, высота которых не превышает высоту нижней проточки 5. При ступенчатой форме хвостовика 1 путь, который проходят ребра 8 при запрессовке вставки, значительно меньше по сравнению с ребрами вставок прототипа, а следовательно, и меньше требуется усилий для запрессовки вставки в отверстие корпуса бурового инструмента.

Кольцевые проточки 4 и 5 в плоскости, параллельной оси 9 хвостовика 1, имеют треугольную форму, а количество проточек определяется диаметром породоразрушающего инструмента и физико-механическими свойствами горных пород. При этом диаметр ступеней увеличивается в направлении от хвостовика 1 в сторону рабочей головки 2 вставки, т.е. в каждой вставке диаметр - Дв - верхней ступени больше диаметра - Дн - нижней ступени. Кольцевые проточки 4 и 5 смещены одна относительно другой по высоте хвостовика 1 и выполнены в продольном сечении в форме тупого или прямоугольного треугольника. В случае выполнения проточки в виде прямоугольного треугольника один из катетов его располагают перпендикулярно оси 9 хвостовика, а другой - параллельно. Более предпочтительным вариантом является выполнение кольцевых проточек 4 и 5 в продольном сечении в форме тупоугольного треугольника, вершина тупого угла которого расположена на наружной поверхности хвостовика 1.

В предложенной вставке роль фиксатора выполняют верхняя кольцевая проточка 4 на боковой поверхности хвостовика 1 и ребра 8 на поверхности нижней ступени 5. Изготовление такой вставки значительно проще, а надежность соединения сохраняется благодаря «затеканию» материала корпуса бурового инструмента в кольцевую проточку под действием осевого усилия, передаваемого на материал корпуса коническим участком 3 вставки как при изготовлении бурового инструмента, так и в процессе работы.

Таким образом, применение предложенной вставки позволяет снизить себестоимость ее изготовления по сравнению с прототипом, сохраняя ее высокую надежность.

1. Твердосплавная вставка, содержащая цилиндрический хвостовик, рабочую головку, соединенные между собой коническим участком, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота, отличающаяся тем, что боковая поверхность хвостовика выполнена, по меньшей мере, с двумя кольцевыми проточками с треугольным сечением в продольной плоскости, расположенными ниже конического участка, при этом конические участки проточек своими меньшими основаниями обращены один к другому.

2. Твердосплавная вставка по п.1, отличающаяся тем, что хвостовик ее выполнен ступенчатой формы, причем проточки выполнены на разных ступенях.

3. Твердосплавная вставка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевая проточка в продольном сечении выполнена в форме прямоугольного треугольника, один из катетов которого расположен перпендикулярно оси хвостовика, а другой - параллельно.

4. Твердосплавная вставка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевая проточка верхней ступени хвостовика в продольном сечении выполнена в форме тупоугольного треугольника, вершина тупого угла которого расположена на наружной поверхности хвостовика.

5. Твердосплавная вставка по п.1, отличающаяся тем, что участок хвостовика под нижней проточкой выполнен с продольными ребрами, высота которых не превышает высоту нижней проточки.



 

Похожие патенты:

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.

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.

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления бурового инструмента, повышении надежности крепления вставок.

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

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.

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.

Изобретение относится к буровому инструменту. .

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Группа изобретений относится к режущим пластинам, к режущим элементам с ними и к способам изготовления режущего элемента. Технический результат заключается в повышении эффективности резания. Режущая пластина содержит режущую поверхность, противоположную поверхность, внешнюю стенку режущей пластины, продолжающуюся от окружности противоположной поверхности к окружности режущей поверхности, две или несколько канавок, продолжающихся от участка режущей поверхности к участку внешней стенки режущей пластины, и ребра из термически устойчивого материала, расположенные вокруг каждой из двух или нескольких канавок, причем по меньшей мере одно ребро из термически устойчивого материала находится в контакте с по меньшей мере одним соседним ребром из термически устойчивого материала. Способ изготовления режущего элемента включает образование режущей пластины, содержащей режущую поверхность, противоположную поверхность и внешнюю стенку режущей пластины, продолжающуюся от окружности противоположной поверхности к окружности режущей поверхности, присоединение режущей пластины к подложке, образование двух или нескольких канавок, продолжающихся от участка режущей поверхности к участку внешней стенки режущей пластины, и выщелачивание режущей пластины для образования ребер из термически устойчивого материала, причем по меньшей мере два из указанных ребер находятся в контакте друг с другом. 3 н. и 32 з.п. ф-лы, 14 ил.

Группа изобретений относится к режущим пластинам, к режущим элементам с ними и к способам изготовления режущего элемента. Технический результат заключается в повышении эффективности резания. Режущая пластина содержит режущую поверхность, противоположную поверхность, внешнюю стенку режущей пластины, продолжающуюся от окружности противоположной поверхности к окружности режущей поверхности, и одно или несколько ребер, продолжающихся от режущей поверхности до внешней стенки режущей пластины, причем режущая поверхность содержит выщелоченный поликристаллический алмаз, при этом ребра имеют меньшую износостойкость, чем режущая поверхность. Способ изготовления режущего элемента включает образование режущей пластины, содержащей режущую поверхность, противоположную поверхность и внешнюю стенку режущей пластины, продолжающуюся от окружности противоположной поверхности к окружности режущей поверхности, присоединение режущей пластины к подложке и образование одного или нескольких ребер, продолжающихся от участка режущей поверхности к участку внешней стенки режущей пластины, причем режущая поверхность содержит выщелоченный поликристаллический алмаз и имеет большую износостойкость, чем по меньшей мере одно из указанных ребер. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к буровым долотам и к способам крепления вставок бурового долота. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления долота и способа крепления вставок в отверстиях корпуса. Буровое долото содержит корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с цилиндрическими хвостовиками. Боковые стенки отверстий в корпусе и хвостовики вставок выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий и торца хвостовиков и образующими совместно тороидальную полость для размещения крепежных втулок из материала с памятью формы, причем в исходном положении наружный диаметр крепежных втулок не более диаметра отверстий в корпусе, а в рабочем положении - более. Способ крепления вставок бурового долота включает фиксацию вставок в отверстиях корпуса долота, причем перед установкой вставок в отверстиях корпуса на их хвостовиках в кольцевых канавках устанавливают крепежные втулки из материала с памятью формы, размещают их в отверстиях корпуса и фиксируют там, после чего крепежные втулки приводят в рабочее положение путем расширения их радиальных размеров и придания им в плане синусоидальной формы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх