Буровое долото и способ крепления его вставок



Буровое долото и способ крепления его вставок
Буровое долото и способ крепления его вставок

 


Владельцы патента RU 2568197:

Панин Николай Митрофанович (RU)

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.

 

Изобретение относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту с твердосплавным вооружением.

Известно буровое долото, содержащее корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки (см. патент США №5871060, кл. Е21В 10/36, 1999 г.).

В этом долоте способ крепления вставок в отверстиях корпуса долота осуществляется путем их запрессовки.

Недостатком данного долота является малая эффективность работы из-за быстрого выхода из строя его вооружения, а недостатком применяемого способа крепления вставок является трудоемкость запрессовки вставок.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с отверстиями, в которых запрессованы твердосплавные вставки с цилиндрическими хвостовиками (см. патент США №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).

В данном долоте благодаря использованию вставок с многогранным хвостовиком обеспечивается высокая надежность крепления их в отверстиях корпуса. Однако данное долото также не лишено серьезных недостатков, основным из которых является сложность технологии изготовления хвостовиков вставок, что неминуемо ведет к удорожанию долот.

Способ крепления вставок в этом долоте включает фиксацию вставок в отверстиях корпуса долота. Фиксация вставок осуществляется путем запрессовки граненого хвостовика вставки в цилиндрические отверстия корпуса.

С учетом изложенного техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления долота и способа крепления вставок в отверстиях корпуса и, как следствие, снижение стоимости долота.

Указанный технический результат по упрощению технологии изготовления долота достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с цилиндрическими хвостовиками, согласно изобретению 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.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что крепежные втулки выполнены в виде нескольких кольцевых секторов.

Указанный технический результат по упрощению способа крепления вставок долота достигается тем, что в предложенном способе, включающем фиксацию вставок в отверстиях корпуса долота, согласно изобретению 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.

Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг. 1 изображает фрагмент бурового долота в увеличенном масштабе, фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (правая часть - в исходном положении, левая часть - в рабочем положении).

Буровое долото содержит корпус 1 с отверстиями 2, в которых посредством крепежных втулок 3 из материала с памятью формы закреплены твердосплавные вставки 4 с цилиндрическими хвостовиками 5. При этом крепежные втулки 3 выполнены в виде нескольких кольцевых секторов. Боковые стенки отверстий 2 в корпусе 1 и хвостовики 5 вставок 4 выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий 2 и торца хвостовиков 5 и образующими совместно тороидальную полость 6 для размещения крепежных втулок 3, причем в исходном положении наружный диаметр крепежных втулок 3 не более диаметра отверстий 2 в корпусе 1, а в рабочем положении - более. Это достигается путем радиального увеличения размеров кольцевых секторов, которые в рабочем положении в плане принимают форму синусоиды и одновременно заполняют кольцевые канавки как хвостовиков 5 вставок 4, так и кольцевых канавок на боковой поверхности отверстий 2.

Способ крепления вставок в долоте включает операции по фиксацию вставок 4 в отверстиях 2 корпуса 1 долота. При этом перед установкой крепежных втулок 3 в отверстиях 2 корпуса 1 на хвостовике 5 вставки 4 в их кольцевых канавках устанавливают сектора, которые выполнены из материала с памятью формы и находятся в исходном положении, размещают в отверстиях 2 корпуса 1 и фиксируют их там. После этого кольцевые сектора приводят в рабочее положение путем нагрева до определенной температуры, когда они расширяются в радиальном направлении и принимают в плане синусоидальную форму, заполняя весь объем тороидальной канавки 6. Это исключает осевое перемещение вставок 3 и выпадение их на забой скважины. После подъема долота на поверхность все вставки 3 могут быть извлечены путем приведения крепежных втулок 3 в исходное положение для повторного использования дорогостоящих вставок 3, изготавливаемых из твердого сплава или алмазосодержащих смесей. Это позволит дополнительно снизить себестоимость буровых долот.

Учитывая, что технология изготовления втулок 3 значительно проще по сравнению с технологией изготовления многогранных хвостовиков, также как и технология сборки вооружения предложенного долота по сравнению с прототипом, можно гарантировать значительное снижение стоимости заявленного долота.

Предложенное изобретение может быть использовано как в шарошечных долотах, так и в долотах для ударного бурения, преимущественно в долотах большого диаметра. Использование его позволит значительно снизить затраты на буровые работы, составляющие основную долю от стоимости всех геологоразведочных работ.

1. Буровое долото, содержащее корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с цилиндрическими хвостовиками, отличающееся тем, что 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.

2. Буровое долото по п. 1, отличающееся тем, что крепежные втулки выполнены в виде нескольких кольцевых секторов.

3. Способ крепления вставок бурового долота, включающий фиксацию вставок в отверстиях корпуса долота, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к режущим пластинам, к режущим элементам с ними и к способам изготовления режущего элемента. Технический результат заключается в повышении эффективности резания.

Группа изобретений относится к режущим пластинам, к режущим элементам с ними и к способам изготовления режущего элемента. Технический результат заключается в повышении эффективности резания.

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.

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок, преимущественно для ударного и ударно-вращательного способов бурения.

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Технический результат заключается в повышении эффективности работы инструмента.

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.

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок, преимущественно для ударного и ударно-вращательного способов бурения.

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.

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.

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.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для упрочнения твердосплавного инструмента и, в частности, буровых коронок, армированных алмазно-твердосплавными пластинами (АТП), путем комплексной обработки в жидком азоте и последующим воздействием постоянным магнитным полем.

Группа изобретений относится к породоразрушающим инструментам и устройствам. Технический результат заключается в обеспечении эффективной проходки и увеличении срока службы инструмента.

Группа изобретений относится к буровому инструменту, включающему режущий инструмент, к такому режущему инструменту с поликристаллическими алмазными элементами и к способу его изготовления для использования в буровом инструменте.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту режущего типа, применяемому в бурении скважин, а именно, к PDC-инструменту: бурголовкам или долотам. Технический результат заключается в увеличении показателей эффективности работы инструмента путем снятия напряженного состояния от бокового воздействия горного давления в большей части забоя скважины за счет переноса его под периферийные резцы.

Изобретение относится к получению поликристаллического алмазного режущего элемента методом порошковой металлургии. Может использоваться для изготовления долот для бурения подземных пород.

Группа изобретений относится к буровым инструментам и способам их твердосплавного упрочнения. Технический результат заключается в повышении сопротивления бурового инструмента к истиранию, эрозии.

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.

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.

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 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.

Группа изобретений относится к буровым ударным долотам для горной породы, их применениям и вставным штырям такого долота. Технический результат заключается в улучшении показателей работы ударного бурового долота. Буровое долото для ударного бурения содержит головку, выполненную с возможностью прикрепления на конце бурильного элемента бурильной компоновки и имеющую диаметр больше диаметра бурильного элемента, причем головка долота имеет на переднем конце по направлению бурения множество вставных штырей, распределенных по головке долота и выполненных с возможностью входа в контакт с материалом, подлежащим разрушению, по меньшей мере, один из вставных штырей имеет хвостовик из материала основы, содержащий частицы первого материала, встроенные в цементирующую фазу, причем первый материал тверже цементирующей фазы. Хвостовик, по меньшей мере, частично содержит опорный участок, материал которого тверже цементирующей фазы, при этом, по меньшей мере, один из вставных штырей выполнен с возможностью вращения вокруг своей собственной оси симметрии. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх