Буровой инструмент

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.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота. Буровое долото включает корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с хвостовиком и рабочей головкой. Рабочая головка каждой вставки во фронтальной плоскости выполнена в форме усеченного конуса с центральной выемкой. Усеченный конус образован торообразными кольцами, расположенными под углом к оси хвостовика и образующими между собой канавки для отвода шлама, при этом угол наклона торообразных колец совпадает с направлением вращения корпуса бурового долота. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к буровым долотам с твердосплавным вооружением. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового инструмента. Буровое долото содержит корпус с цилиндрическими отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с хвостовиком и рабочей головкой в виде части тора. Хвостовик каждой вставки выполнен с несколькими участками, наружная поверхность которых снабжена продольными выступами с треугольным поперечным сечением. Участки хвостовиков с продольными выступами смещены один относительно другого в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Общая высота участков с выступами составляет не менее высоты хвостовика, запрессованного в тело корпуса. 2 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота. Буровое долото включает корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с хвостовиком и рабочей головкой. Рабочая головка во фронтальной плоскости выполнена в форме усеченного конуса, образованного торообразными кольцами, больший радиус которых увеличивается в направлении от вершины к хвостовику, а меньший радиус их постоянен для всех торообразных колец. Рабочая головка вставки выполнена с выемкой, расположенной по оси хвостовика. Высота выемки имеет размер не менее высоты рабочей головки. Боковая поверхность торообразных колец выполнена с несколькими продольными канавками, расположенными симметрично относительно оси хвостовика. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот. Буровое долото включает корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с хвостовиком и рабочей головкой ступенчатой формы во фронтальной плоскости. Вставка выполнена с осевым каналом, высота которого не менее высоты рабочей головки, при этом высота ступеней рабочей головки уменьшается в направлении от вершины к хвостовику, а твердость материала каждой ступени увеличивается в направлении от центра к периферии. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок. Технический результат заключается в обеспечении высокой надежности крепления в корпусе бурового инструмента. Твердосплавная вставка содержит цилиндрический хвостовик, рабочую головку, соединенную с хвостовиком коническим участком, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота. Боковая поверхность хвостовика выполнена, по меньшей мере, с двумя кольцевыми проточками, выполненными во фронтальной плоскости в виде усеченного обратного конуса. Цилиндрический участок между кольцевыми проточками разделен наклонными пазами на несколько секторов, торцевые поверхности которых со стороны рабочей головки выполнены с пилообразными зубьями. 2 ил.

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, заполненными мягким металлом и имеющими во фронтальной плоскости треугольное сечение. Цилиндрический участок между кольцевыми проточками выполнен с наклонными пазами для сообщения проточек между собой. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области термической обработки резцов, имеющих поликристаллическую структуру. Для уменьшения остаточных напряжений получают один или более резцов, каждый из которых содержит основание, поликристаллическую структуру, присоединенную к нему, и остаточные напряжения. Способ включает этапы, на которых определяют критическую температуру и критический период времени для категории резцов, в которой резец становится структурно поврежденным, определяют температуру тепловой обработки и период времени тепловой обработки на основании критической температуры и критического периода времени, и нагревают один или более оставшихся резцов из категории резцов до заданной температуры тепловой обработки в течение заданного периода времени. Устройство включает в себя нагревательную камеру и расположенную в камере плавильную ванну, резцы размещают внутри предварительно нагретой плавильной ванны и изолируют от кислорода во время нагревания до температуры тепловой обработки в течение периода времени тепловой обработки. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к породоразрушающим вставкам для бурения твердых и крепких пород вращательным и ударно-вращательным способом. Технический результат заключается в повышении эффективности работы породоразрушающей вставки. Породоразрушающая вставка содержит цилиндрический хвостовик с полостью и рабочую головку. Полость хвостовика выполнена со стороны его торца, хвостовик вставки выполнен с осевым каналом, сообщенным с его полостью, полость хвостовика и осевой канал заполнены слабосцементированным абразивным материалом в виде кварцевого песка. Осевой канал хвостовика выполнен с боковыми ответвлениями, выходная часть которых расположена на боковой поверхности рабочей головки со смещением по высоте. 1 ил.

Изобретение относится к режущему элементу для бурового инструмента. Технический результат заключается в повышении эффективности резания. Режущий элемент для бурового инструмента включает подложку и массив суперабразивного материала, расположенный на подложке. Массив суперабразивного материала имеет непланарную переднюю режущую грань с заостренной формой, включающей коническую боковую поверхность и куполообразный конец. Подложка имеет форму цилиндра, максимальный диаметр которого меньше максимального диаметра массива суперабразивного материала. Сплошная граница контакта между подложкой и массивом суперабразивного материала расположена сзади конической боковой поверхности непланарной передней режущей грани массива суперабразивного материала вдоль центральной оси фигурного режущего элемента. Режущий элемент дополнительно включает по меньшей мере одну выемку, проходящую в коническую боковую поверхность непланарной режущей грани массива суперабразивного материала от передней режущей грани. 8 з.п. ф-лы, 18 ил.

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.

Наверх