Твердосплавная вставка

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 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. E21B 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, заполненными мягким металлом, например свинцом, и имеющими во фронтальной плоскости треугольное сечение, при этом цилиндрический участок между кольцевыми проточками выполнен с наклонными пазами для сообщения проточек между собой.

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.

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 и имеющими во фронтальной плоскости треугольное сечение. При этом кольцевые проточки 4 и 5 заполнены мягким металлом, например свинцом, а цилиндрический участок 6 между кольцевыми проточками выполнен с наклонными пазами 7 для сообщения проточек между собой. Именно через эти пазы 7 и происходит перемещение свинца из одной проточки в другую и плотное заполнение всех зазоров между вставкой и корпусом бурового инструмента.

Такое выполнение вставки позволяет использовать верхнюю кольцевую проточку 4 в качестве фиксатора благодаря тому, что вершина кромки 8 на боковой поверхности хвостовика вставки, направленная вверх, врезаясь в стенки отверстия корпуса бурового инструмента, препятствует выпадению вставки. Этому помогает также наличие конического участка 3, который способствует «затеканию» материала корпуса в полость кольцевой проточки 4, причем как в процессе изготовления инструмента, так и в процессе работы. С целью образования защитного бурта в процессе запрессовки вставок в отверстия корпуса бурового инструмента осуществляют предварительный разогрев до определенной температуры соединяемых элементов. Наиболее целесообразно кромку 8 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 8 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 9, высота которых не превышает высоту нижней проточки 5. При ступенчатой форме хвостовика 1 путь, который проходят ребра 9 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. 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. В случае выполнения проточки в виде прямоугольного треугольника, один из катетов его располагают перпендикулярно оси 10 хвостовика, а другой - параллельно. Более предпочтительным вариантом является выполнение кольцевых проточек 4 и 5 во фронтальной плоскости 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, заполненными мягким металлом и имеющими во фронтальной плоскости треугольное сечение, при этом цилиндрический участок между кольцевыми проточками выполнен с наклонными пазами для сообщения проточек между собой.

2. Твердосплавная вставка по п. 1, отличающаяся тем, что ее хвостовик 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:

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.

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.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота.

Изобретение относится к буровым долотам с твердосплавным вооружением. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового инструмента.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота.

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.

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.

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.

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.

Группа изобретений относится к способам формирования монокристаллического режущего элемента для бурового долота с закрепленными резцами и к буровому долоту для бурения буровой скважины. Технический результат заключается в увеличении прочности получаемой структуры при высоких температурах и давлениях. Способ формирования монокристаллического режущего элемента для бурового долота с закрепленными резцами включает преобразование графитового порошка в химически осажденный из паровой фазы (CVD) алмазный порошок; выращивание множества CVD монокристаллических алмазов на подложке, причем указанное множество CVD алмазных монокристаллов выращивают с ориентацией вдоль кристаллографической плоскости, при этом каждый CVD монокристаллический алмаз из множества CVD монокристаллических алмазов имеет прямоугольную призматическую форму с шириной сторон, находящейся в диапазоне от 10 до 20 микрон; удаление по меньшей мере части CVD монокристаллических алмазов с подложки; преобразование удаленных CVD монокристаллических алмазов в порошок из CVD монокристаллических алмазов; помещение порошка из CVD монокристаллических алмазов и опорного элемента из карбида вольфрама в литейную форму и термомеханическую обработку порошка из CVD монокристаллических алмазов в литейной форме для формирования твердой пластины из CVD монокристаллических алмазов, прикрепленной к опорному элементу из карбида вольфрама. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 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.

Наверх