Буровой инструмент


 


Владельцы патента RU 2581171:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к буровому инструменту, армированному породоразрушающими вставками, предпочтительно к буровым долотам и коронкам. Технический результат заключается в упрощении как технологии изготовления вставок, так и технологии монтажа вставок в буровом инструменте при одновременном обеспечении высокой надежности их крепления в корпусе. Буровой инструмент содержит корпус с отверстиями, в которых закреплены породоразрушающие вставки, включающие хвостовик и рабочую головку. Хвостовики вставок и ответные им отверстия в корпусе выполнены ступенчатой формы, по меньшей мере, с двумя цилиндрическими участками, соединенными между собой посредством участка в форме обратного конуса, у меньшего основания которого расположена кольцевая проточка под пружинное разрезное кольцо, при этом наружный диаметр разрезного кольца в свободном состоянии превышает наружный диаметр большей цилиндрической ступени. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровому инструменту для бурения скважин различного назначения.

Известен буровой инструмент, армированный твердосплавными вставками, содержащими цилиндрический хвостовик и рабочую головку с вершиной в виде части тора, при этом сама головка выполнена конической формы (авт.свидетельство СССР №446622, кл. E21B 10/16, 1972 г.).

К недостаткам данного бурового инструмента следует отнести малую надежность крепления вставок в отверстиях корпуса и как следствие этого высокую вероятность их выпадения на забой, что снижает показатели работ буровых долот в целом.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями, в которых закреплены породоразрушающие вставки, включающие хвостовик и рабочую головку (патент США №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).

В данном инструменте узел фиксации породоразрушающих вставок 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 данного бурового инструмента является сложность изготовления хвостовиков выставок, выполненных в виде многогранного цилиндра. Именно это и послужило причиной того, что вставки такой конструкции не нашли промышленного применения, несмотря на высокую надежность их крепления в отверстиях корпуса.

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

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, содержащем корпус с отверстиями, в которых закреплены породоразрушающие вставки, включающие хвостовик и рабочую головку, согласно изобретению, хвостовики вставок и ответные им отверстия в корпусе выполнены ступенчатой формы, по меньшей мере, с двумя цилиндрическими участками, соединенными между собой посредством участка в форме обратного конуса, у меньшего основания которого расположена кольцевая проточка под пружинное разрезное кольцо, при этом наружный диаметр разрезного кольца в свободном состоянии превышает наружный диаметр большей цилиндрической ступени.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что отверстия в корпусе напротив кольцевых проточек выполнены с кольцевыми расточками для размещения пружинного кольца в рабочем положении, при этом концевые участки пружинного кольца выполнены L-образной формы.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен фрагмент бурового инструмента с твердосплавной вставкой в увеличенном масштабе: на фиг. 2 - фрагмент концевых участков пружинного кольца бурового инструмента.

Предложенный буровой инструмент содержит корпус 1 со ступенчатыми отверстиями 2, в которых запрессованы породоразрушающие вставки 3 с хвостовиками 4 и рабочей головкой 5. Форма рабочей головки выбирается в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород, а хвостовики 4 вставок 3 выполнены, по меньшей мере, с двумя цилиндрическими участками 6, и 7 разного диаметра, что обеспечивает точную центровку вставки при ее монтаже. Цилиндрические вставки 3 соединены между собой участком 10 в форме обратного конуса. У меньшего основания обратного конуса 10 расположена кольцевая проточка 8 под пружинное разрезное кольцо 9, наружный диаметр которого в свободном состоянии превышает наружный диаметр большей цилиндрической ступени 6 хвостовика. Отверстия в корпусе напротив кольцевых проточек 8 выполнены с кольцевыми расточками 11 для размещения пружинного кольца 9 в рабочем положении, при этом концевые участки пружинного кольца выполнены L образной формы, причем торцы их расположены с зазором один относительно другого. Это позволяет регулировать диаметр кольца, что необходимо при монтаже вставок.

В процессе работы вставки 3 испытывают постоянно действующие ударные и изгибающие нагрузки, расшатывающие вставки и способствующие к их выпадению. Применение разрезного кольца 9, наружный диаметр которого в исходном положении больше диаметра вставки 3, обеспечивает при монтаже вставок нахождение кольца 9 в крайнем верхнем положении. И любое смещение хвостовика 4 вставки 3 в тело корпуса сопровождается заклиниванием кольца 11 между стенками отверстия и коническим участком 8 в виде обратного конуса. При этом конический участок 4 обеспечивает постоянную центровку кольца 9 и его плотный зажим между стенками отверстия 2 и хвостовиком 4 вставки 3. Этому способствует и выполнение разрезного кольца 9 с концевыми участками L образной формы, гарантирующими обхват хвостовика 4 по всей окружности. Причем усилие обхвата тем сильнее, чем больше усилие, действующее на рабочую головки 5 вставки. Использование кольцевой проточки 8 обеспечивает удобство монтажа вставок в отверстиях корпуса 6, а наличие кольцевых расточек 11 гарантирует надежное удержание вставок 3 даже при образовании значительных зазоров между хвостовиками 4 вставок 3 и стенками отверстий 2 корпуса 1.

При этом выполнение концевых участков разрезного кольца 9 L-образной формы обеспечивает полный обхват хвостовика 4 вставки 3 и тем самым повышает надежность ее фиксации в отверстии корпуса. Учитывая, что технология изготовления узла крепления вставок 3 в виде тороидальных колец 9 значительно проще по сравнению с технологией изготовления многогранных хвостовиков (по сравнению с прототипом), стоимость таких долот также будет значительно ниже по сравнению с долотами, армированными вставками с гранеными хвостовиками. В полной мере это относится и к технологии монтажа вставок 3 в отверстиях 2 корпуса 1 с использованием разрезных колец 9 и вставок с гранеными хвостовиками, что связано в первую очередь с большими усилиями при запрессовке граненых хвостовиков. Снижение затрат на монтаж вставок позволит дополнительно снизить себестоимость буровых долот.

Основная область применения предложенного изобретения - это долота, использующие вставки большого диаметра как для ударного бурения, так и для шарошечного бурения.

Применение предложенного изобретения позволит значительно снизить стоимость буровых долот, а следовательно, и затрат на буровые работы.

1. Буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями, в которых закреплены породоразрушающие вставки, включающие хвостовик и рабочую головку, отличающийся тем, что хвостовики вставок и ответные им отверстия в корпусе выполнены ступенчатой формы, по меньшей мере, с двумя цилиндрическими участками, соединенными между собой посредством участка в форме обратного конуса, у меньшего основания которого расположена кольцевая проточка под пружинное разрезное кольцо, при этом наружный диаметр разрезного кольца в свободном состоянии превышает наружный диаметр большей цилиндрической ступени.

2. Буровой инструмент по п. 1, отличающийся тем, что отверстия в корпусе напротив кольцевых проточек выполнены с кольцевыми расточками для размещения пружинного кольца в рабочем положении.

3. Буровой инструмент по п. 1, отличающийся тем, что концевые участки пружинного кольца выполнены L-образной формы.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к режущим элементам для бурильного инструмента, бурильным инструментам и способам формирования режущего элемента. Технический результат заключается в эффективном распределении напряжений, вызванных силами резания, в улучшении конструктивной целостности режущего элемента, в повышении его износостойкости и долговечности.

Группа изобретений относится к отрезным пластинам, резцам и способам изготовления резца. Технический результат заключается в возможности режущих элементов противостоять высоким температурам.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот, преимущественно для ударно-вращательного бурения. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового инструмента.

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.

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 области износостойких композиционных спеченных материалов, применяемых для изготовления вооружения бурового инструмента и опорно-центрирующих устройств, полученных методами порошковой металлургии, в частности устройств для калибровки ствола скважин. Технический результат заключается в повышении твердости и антифрикционных свойств рабочей части зубков вооружения калибратора стволов скважин, а также его стойкости к разрушению. В способе формирования зубков вооружения калибратора стволов скважин предварительно замешивают на связующем порошок высокохромистого чугуна и самофлюсующийся порошковый сплав системы Ni-B-Si при определенном соотношении компонентов с получением матрицы, после чего в полученную матрицу добавляют упрочняющую фазу в виде карбида титана при определенном соотношении. Затем полученную смесь наносят на металлическую подложку, размещенную в оправке заданной конфигурации, соответствующей в плане торцевой поверхности хвостовика зубка, и уплотняют подвижным медным пуансоном под заданным давлением, полученный продукт спекают путем циклического пропускания через него электрического тока с удельной мощностью спекания в интервале 2000-2700 Дж/мм3 в течение 1,5-3,5 с, после чего его охлаждают при комнатной температуре с получением зубка. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх