Способ сборки бурового долота

 

(и) 853087

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.11.79 (21) 2842362/22-03 с присоединением заявки .№ (51) M. Кл.з

E 21В 10/52

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (53) УДК 622.233.051. .7 (088.8) по делам изобретениЯ и открытий (72) Авторы изобретения Н. В. Новиков, Ю. Ф. Бусел, Л. Н. Вировец, Н. И. Городыский, М. Д. Митликин, Э. К. Посвятенко, О. А. Розенберг, И. А. Свешников и Э. Г. Аптов (71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН Украинской ССР

1 ,"вА Сато"."Щ1 C Ф (54) СПОСОБ СБОРКИ БУРОВОГО ДОЛОТА

Изобретение относится к.способам сборки породоразрушающего инструмента, армированного твердосплавными вставками.

Известен способ сборки бурового долота, включающий установку режущих вставок в 5 гнезда корпуса долота и их импульсную сварку с корпусом или пайку (1).

Недостатком известного способа является то, что при сварке или пайке во вставках возникают напряжения растяжения, кото- TO рые приводят к значительному снижению стойкости режущих вставок и всего долота в целом.

Известен способ сборки бурового долота, заключающийся в том, что в корпусе долота выполняют конические гнезда, расширяющиеся в сторону дна, куда запрессовывают цилиндрические вставки (2).

Недостатком этого способа является сложность выполнения конических гнезд.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ сборки бурового долота, включающий запрессовку твердосплавных вставок в цилиндрические гнезда корпуса (3). 25

Недостатком этого способа является малая надежность крепления вставок, особенно при использовании вставок с несимметричной относительно оси хвостовика рабочей головкой. Такие вставки в процессе 30 работы бурового долота под действием сил реакции породы проворачиваются в гнездах. Это приводит к нарушению схемы разрушения породы и выполнению вставок из гнезд.

Цель изобретения — повышение надежности крепления вставок.

Это достигается тем, что гнездо перед запрессовкой вставки обрабатывают деформирующим элементом с натягом 6, величина которого определяется в соответствии с выражением: (О 05 — 0 072) до,26 где d — диаметр гнезда.

При этом вставки перед запрессовкой охлаждают в жидком азоте, а после запрессовки производят обжим корпуса вокруг вставки.

На фиг. 1 изображена схема обработки гнезда деформирующим элементом; на фиг. 2 — схема запрессовки вставки в гнездо после охлаждения ее в жидком азоте; на фиг. 3 — схема обжима корпуса вокруг вставки.

Обраоотанное механическим путем гнездо 1 в корпусе 2 бурового долота обрабатывают деформирующим элементом 3. Диаметр деформирующего элемента 3 больше диаметра гнезда 1 на величину натяга б, 853087 т. е. равен а+6. В процессе обработки стенки гнезда 1 пластически деформируются и металл у поверхности гнезда упрочняется.

Упрочнение металла у поверхности гнезда приводит к повышению в 1,5 — 2 раза контактных давлений на поверхности запрессованного в гнездо 1 хвостовика 4 вставки

5, что увеличивает надежность закрепления вставки 5 в гнезде 1. При этом, если натяг о меньше 0,05сР", то деформирующий элемент осуществляет, в основном, упругие деформации и упрочнения металла у поверхности гнезда 1 практически не произойдет.

Если обработка гнезда 1 деформирующим элементом 3 производится с натягом б, большим 0,072d то точность гнезда значительно понизится. Это, в свою очередь, увеличит неравномерность распределения контактных давлений по длине хвостовика вставки и снизит надежность закрепления вставки 5 в гнезде 1. После обработки гнезда 1 деформирующим элементом 3 вставку

5 (фиг. 2) охлаждают в жидком азоте и запрессовывают в гнездо 1 корпуса 2. Охлаждение вставки 5 перед запрессовкой значительно снижает силу, необходимую для запрессовки вставки в гнездо, что исключает выкрашивание рабочей части 6 вставки в процессе запрессовки. После запрессовки вставки 5 в гнездо 1 корпуса 2 производят обжим корпуса 2 вокруг вставки 5 кольцевым пуансоном 7 (фиг. 3), что увеличивает равномерность распределения контактных давлений по длине хвостовика

4 вставки 5 и повышает надежность закрепления вставки 5 в гнезде 1.

Пример осуществления способа при сборке дисковой шарашки диаметром 290 мм для проходческого комбайна. Гнезда 1 (фиг. 1) в корпусе 2 шарошки предварительно обрабатывают сверлением, зенкерованием и развертыванием до размера

19,70Н7. После этого на гидравлическом прессе гнезда 1 обрабатывают деформирующим элементом 3 диаметром d+6 =

= 19,835 — 0,005 (рабочий конус элемента имеет высоту 2,5 мм и угол 10 ). При этом минимально возможный натяг на деформирующий элемент равен 6„„„=0,109 мм (б„=0,05 19,7 "), а максимально возможный б„„, — — 0,135 мм (бм,„,=0,062 19,7 "), т. е. меньше максимально допустимого натяга, равного t )MQKc 0, 1 56 мм (бмакс =

= 0,072 19,7 ") . Обработку деформирую5

)о

)5

25 зо

<о

50 щим элементом 3 производят при скорости прошивания V=0,5 м/мин в качестве смазки применяют сульфофрезол. Твердосплавные рабочие вставки 5 (фиг. 2) с диаметром хвостовика 19,72Ь запрессовывают в гнезда 1 после охлаждения вставок 5 в жидком азоте. Обжим корпуса 2 вокруг вставок 5 (фиг. 3) производят кольцевым пуансоном 7. Наружный диаметр пуансона

25,5 мм, диаметр отверстия пуансона—

20,5 мм. После обжима вокруг вставки образуется лунка шириной 2 мм и глубиной

G,5 мм.

Применение предложенного способа сборки бурового долота позволит повысить в

1,5 — 2 раза надежность крепления вставок, что исключает ее проворот при любой форме рабочей головки. Это, в свою очередь, ведет к повышению стойкости бурового долота в целом.

Формула изобретения

1, Способ сборки бурового долота, включающий запрессовку твердосплавных вставок в цилиндрические гнезда корпуса, отличающийсяя тем, что, с целью повышения надежности крепления вставок, гнездо перед запрессовкой вставки обрабатывают деформирующим элементом с натягом б, величина которого определяется в соответствии с выражением:

6 = (0,05 — 0,072) do где d — диаметр гнезда.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вставки перед запрессовкой охлаждают в жидком азоте.

3. Способ по п. 1, отл и ч а ющи и с я тем, что после запрессовки вставки в гнездо производят обжим корпуса вокруг вставки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шацов Н. И. и др. Бурение нефтяных и газовых скважин. М., Гостоптехиздат, 1961, с. 84, рис. 36 (в).

2. Патент США ¹ 4047583, кл. 175 — 410, опублик. 1977.

3. Авторское свидетельство СССР № 468994, кл. E 21С 13/00, 1974 (прототип) .

853087

Фиг. /

Puz. 2

Составитель Н. Панин

Техред М. Гайдамак

Редактор С. Титова

Корректор Е. Осипова

Типография, пр. C:àï÷íîâà, 2

Заказ 1811/6 Изд. № 498 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5