RU137324U1

RU137324U1 - DRILLING PART OF THE DRILLING TOOL (OPTIONS)

Info

Publication number: RU137324U1
Application number: RU2013141719/03U
Authority: RU
Inventors: Роман Александрович Сычев
Original assignee: Роман Александрович Сычев
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2014-02-10

Abstract

1. Породоразрушающая часть бурового инструмента, включающая пластины с закрепленными на них режущими элементами в виде съемных армированных резцов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит основание, на котором закреплены пластины, установленные с зазором и расположенные под углом по отношению к вертикальной оси основания, при этом режущие элементы размещены внутри зазора на каждой из пластин.2. Породоразрушающая часть бурового инструмента по п.1, отличающаяся тем, что в качестве режущих элементов используют резцы с цилиндроконическим твердосплавным армированием.3. Породоразрушающая часть бурового инструмента по п.1, отличающаяся тем, что в качестве режущих элементов используют резцы с плоским или наплавным твердосплавным армированием.4. Породоразрушающая часть бурового инструмента, включающая пластины с закрепленными на них режущими элементами в виде съемных армированных резцов и забурник, отличающаяся тем, что дополнительно содержит основание, на котором закреплены пластины и кронштейн, служащий для фиксации в нем забурника, при этом пластины установлены с зазором между собой и расположены под углом по отношению к вертикальной оси основания, а режущие элементы размещены внутри зазора на каждой из пластин, а также на забурнике.5. Породоразрушающая часть бурового инструмента по п.4, отличающаяся тем, что в качестве режущих элементов используют резцы с цилиндроконическим твердосплавным армированием.6. Породоразрушающая часть бурового инструмента по п.4, отличающаяся тем, что в качестве режущих элементов используют резцы с плоским или наплавным твердосплавным армированием.7. Породоразрушающая част1. The rock-breaking part of the drilling tool, including plates with cutting elements fixed to them in the form of removable reinforced cutters, characterized in that it further comprises a base on which plates are mounted, mounted with a gap and located at an angle with respect to the vertical axis of the base, cutting elements are placed inside the gap on each of the inserts. 2. The rock-destroying part of the drilling tool according to claim 1, characterized in that as cutting elements, cutters with cylindrical-carbide carbide reinforcement are used. The rock-breaking part of the drilling tool according to claim 1, characterized in that as cutting elements use cutters with flat or hard-alloy carbide reinforcement. The rock-damaging part of the drilling tool, including plates with cutting elements fixed to them in the form of removable reinforced cutters and a borehole, characterized in that it further comprises a base on which the plates are fixed and an arm that serves to fix the bore in it, while the plates are installed with a gap between themselves and are located at an angle with respect to the vertical axis of the base, and the cutting elements are placed inside the gap on each of the plates, as well as on the bump. 5. The rock-breaking part of the drilling tool according to claim 4, characterized in that as cutting elements use cutters with cylindrical-carbide carbide reinforcement. The rock-destroying part of the drilling tool according to claim 4, characterized in that as cutting elements, cutters with flat or hard-alloy carbide reinforcement are used. Breeding Frequency

Description

Заявляемая полезная модель относится к буровой технике, а именно, к универсальным конструкциям породоразрушающей части бурового лопастного инструмента для вращательного бурения сплошным забоем гидрогеологических, дренажных, сейсмических и других скважин технического назначения в породах любого типа.The inventive utility model relates to drilling equipment, namely, to the universal structures of the rock-cutting part of a drilling blade tool for rotary drilling with a continuous face of hydrogeological, drainage, seismic and other technical wells in rocks of any type.

Породоразрушающий инструмент предназначен для передачи энергии горной породе, при этом эффективность разрушения породы зависит от ее механических свойств и характера воздействия на нее. При бурении скважин применяют следующие виды породоразрушающего инструмента: буровые долота для бурения скважины сплошным забоем, бурильные головки для бурения скважин кольцевым забоем, расширители для расширения ствола скважины, калибраторы, стабилизаторы, центраторы для выравнивания стенок скважины. Стойкость долота определяется временем, в течение которого долото изнашивается.The rock cutting tool is designed to transfer energy to the rock, while the effectiveness of rock destruction depends on its mechanical properties and the nature of the impact on it. When drilling wells, the following types of rock cutting tools are used: drill bits for drilling a hole with a continuous bottom hole, drill heads for drilling holes with an annular bottom hole, reamers for expanding a wellbore, calibrators, stabilizers, centralizers for aligning well walls. The bit life is determined by the time during which the bit wears out.

Из уровня техники известна шнековая буровая коронка, содержащая вал с забурником из резцов на конце, формирующих опережающую скважину, а вокруг вала закреплены транспортирующие ленты, образующие цилиндрическую часть шнека, при этом забурник опережает коническую часть шнека таким образом, что формирует опережающую скважину цилиндрической формы. Забурник закреплен на лопасти (см. патент РФ №2234586 С1 на изобретение «Шнековая буровая коронка», дата подачи 28.03.2003 г., опубликовано 20.08.2004 г.).A screw drill bit is known from the prior art, comprising a shaft with a bore of cutters at the end forming the leading well, and conveyor belts forming the cylindrical part of the screw are fixed around the shaft, while the bore is ahead of the conical part of the screw in such a way that it forms the leading bore of the cylindrical shape. The zaburnik is fixed on the blades (see RF patent No. 2234586 C1 for the invention of “Auger Drill Bit”, filing date 03/28/2003, published on 08/20/2004).

Известна головка для бурения неглубоких скважин в мерзлых грунтах, включающая двухлопастной корпус резцы, на корпусах которых установлены твердосплавные режущие пластины, рабочая поверхность которых выполнена остроконечной, забурник с направляющим элементом, при этом на двухлопастном корпусе расположены два ряда резцов по одному ряду на каждой лопасти, причем лопасти второго ряда расположены между собой под углом 180°, а шаг между резцами первого ряда равен шагу между резцами первого ряда, резцы установлены с наклоном - режущей кромкой вперед по направлению вращения, а рабочие поверхности твердосплавных режущих пластин выполнены с наклоном к корпусам под углом 20° - концентраторами напряжений вперед по направлениям вращения при бурении (см. патент РФ №2298636 С1 на изобретение «Головка для бурения неглубоких скважин в мерзлых грунтах», дата подачи 25.08.2005 г., опубликовано 10.05.2007 г.).A well-known head for drilling shallow wells in frozen soils, including a two-blade cutter body, on the bodies of which carbide cutting inserts are installed, the working surface of which is pointed, a bore with a guiding element, while on the two-blade body there are two rows of cutters in one row on each blade, moreover, the blades of the second row are located at an angle of 180 °, and the step between the cutters of the first row is equal to the step between the cutters of the first row, the cutters are installed with an inclination - the cutting edge front in the direction of rotation, and the working surfaces of carbide cutting inserts are inclined to the bodies at an angle of 20 ° by stress concentrators forward in the directions of rotation during drilling (see RF patent No. 2298636 C1 for the invention "Head for drilling shallow wells in frozen soils", submission date August 25, 2005, published May 10, 2007).

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является лопастной бур, породоразрушающая часть которого включает сменный забурник в виде пластины, связанной посредством болтового соединения с полым литым корпусом, на котором с помощью болтового соединения присоединены две призматические пластины, закрепленные на лопастях, при этом на всех пластинах жестко закреплены режущие элементы - резцы, армированные твердосплавными вставками (см. http://www.zavod-sdm.ru/ru/tools/blade-drills/bk-01205. Бур лопастной БК-01205).The closest technical solution to the claimed utility model is a blade drill, the rock cutting part of which includes a removable bore in the form of a plate connected by means of a bolted connection to a hollow molded body, on which two prismatic plates mounted on the blades are attached using a bolted connection, while on all cutting elements - cutters reinforced with carbide inserts are rigidly fixed to the plates (see http://www.zavod-sdm.ru/ru/tools/blade-drills/bk-01205. Blade blade БК-01205).

Недостатки данного устройства обусловлены применением только для определенного типа грунтов, громоздкостью конструкции, ненадежным присоединением резцов с помощью крепежных элементов, подверженных при эксплуатации повышенной деформации и разрушению, что затрудняет демонтаж резцов. Кроме того, известные буры за счет расположения режущих элементов в одной плоскости имеют ограниченную область применения и низкую производительность.The disadvantages of this device are due to the use of only for a certain type of soil, cumbersome design, unreliable attachment of the cutters with fasteners, which are subject to increased deformation and destruction during operation, which makes it difficult to dismantle the cutters. In addition, well-known drills due to the location of the cutting elements in one plane have a limited scope and low productivity.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является создание упрощенной универсальной надежной конструкции, предназначенной для бурения грунтов расширенного перечня.The technical result, the achievement of which is claimed by the claimed utility model, is to create a simplified universal reliable design designed for drilling soils extended list.

Предлагаемая группа полезных моделей представлена двумя вариантами исполнения породоразрушающей части бурового инструмента.The proposed group of utility models is represented by two versions of the rock-cutting part of the drilling tool.

Заявляемый технический результат по первому варианту достигается тем, что породоразрушающая часть бурового инструмента, включающая пластины с закрепленными на них режущими элементами в виде съемных армированных резцов, согласно полезной модели дополнительно содержит основание, на котором закреплены пластины, установленные с зазором и расположенные под углом по отношению к вертикальной оси основания, при этом режущие элементы размещены внутри зазора на каждой из пластин.The claimed technical result according to the first embodiment is achieved by the fact that the rock-cutting part of the drilling tool, including plates with cutting elements fixed to them in the form of removable reinforced cutters, according to a utility model further comprises a base on which plates are mounted, installed with a gap and located at an angle with respect to to the vertical axis of the base, while the cutting elements are placed inside the gap on each of the plates.

Заявляемый технический результат по второму варианту достигается тем, что породоразрушающая часть бурового инструмента, включающая пластины с закрепленными на них режущими элементами в виде съемных армированных резцов и забурник, согласно полезной модели дополнительно содержит основание, на котором закреплены пластины и кронштейн, служащий для фиксации в нем забурника, при этом пластины установлены с зазором между собой и расположены под углом по отношению к вертикальной оси основания, а режущие элементы размещены внутри зазора на каждой из пластин, а также на забурнике.The claimed technical result according to the second embodiment is achieved by the fact that the rock-cutting part of the drilling tool, including plates with cutting elements fixed to them in the form of removable reinforced cutters and a bore, according to a utility model, further comprises a base on which plates and an arm are fixed, which serves to fix it zaburnika, while the plates are installed with a gap between themselves and are located at an angle with respect to the vertical axis of the base, and the cutting elements are placed inside the gap on waiting from the plates, as well as on the bump.

Резцы и забурник армированы твердосплавными элементами.The incisors and the furrow are reinforced with carbide elements.

В качестве армирующих элементов для резцов и забурника могут быть использованы элементы твердосплавного усиления, в том числе, цилиндроконические вставки, плоские напайки или наплавка.Carbide reinforcing elements, including cylindrical conical inserts, flat solders or surfacing, can be used as reinforcing elements for cutters and a bore.

Основание может быть выполнено любой формы.The base can be made of any shape.

Пластины размещены по отношению к вертикальной оси основания под углом 30°-60°, преимущественно 45°.The plates are placed in relation to the vertical axis of the base at an angle of 30 ° -60 °, mainly 45 °.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, гдеThe inventive utility model is illustrated by drawings, where

Фиг. 1 - вид спереди породоразрушающей части бурового инструмента по первому варианту;FIG. 1 is a front view of a rock cutting part of a drilling tool according to the first embodiment;

Фиг. 2 - вид сверху породоразрушающей части бурового инструмента по первому варианту;FIG. 2 is a top view of the rock cutting part of the drilling tool according to the first embodiment;

Фиг. 3 - вид сбоку породоразрушающей части бурового инструмента по первому варианту;FIG. 3 is a side view of a rock cutting part of a drilling tool according to the first embodiment;

Фиг. 4 - вид спереди породоразрушающей части бурового инструмента по второму варианту;FIG. 4 is a front view of a rock cutting part of a drilling tool according to a second embodiment;

Фиг. 5 - вид сверху породоразрушающей части бурового инструмента по второму варианту;FIG. 5 is a plan view of a rock cutting part of a drilling tool according to a second embodiment;

Фиг. 6 - вид сбоку породоразрушающей части бурового инструмента по второму варианту.FIG. 6 is a side view of the rock cutting part of the drilling tool according to the second embodiment.

Заявляемое устройство по первому варианту состоит из основания 1, на котором с помощью неразъемного соединения, например, сварки, закреплены пластины 2.1-2.2, установленные с зазором и на каждой из которых размещены режущие элементы - резцы (зубья) 3.1-3.n, при этом пластины 2.1-2.2 расположены под углом по отношению к вертикальной оси основания 1. Резцы 3.1-3.n закреплены внутри зазора на каждой из пластин 2.1-2.2, например, посредством шплинта.The inventive device according to the first embodiment consists of a base 1, on which, using a permanent connection, for example, welding, the plates 2.1-2.2 are fixed, installed with a gap and on each of which the cutting elements - cutters (teeth) 3.1-3.n are placed, this plate 2.1-2.2 are located at an angle with respect to the vertical axis of the base 1. Cutters 3.1-3.n are fixed inside the gap on each of the plates 2.1-2.2, for example, by means of a cotter pin.

Основание 1 и пластины 2.1-2.2 изготовлены из листового проката, при этом форма основания определяется технологической необходимостью, а форма пластины преимущественно прямоугольная. Режущие элементы-резцы (зубья) 3.1-3.n армированы твердосплавными элементами (на чертеже не показаны), при этом в качестве армирующих элементов резцов могут быть использованы элементы твердосплавного усиления, в том числе, цилиндроконические вставки, плоские напайки и наплавка. Резцы на пластинах размещают, как правило, в шахматном порядке по направлению вращения бура.The base 1 and the plate 2.1-2.2 are made of sheet metal, while the shape of the base is determined by technological necessity, and the shape of the plate is mainly rectangular. Cutting cutting elements (teeth) 3.1-3.n are reinforced with carbide elements (not shown in the drawing), while carbide reinforcing elements, including cylinder-conical inserts, flat soldering and surfacing, can be used as reinforcing elements of the cutters. Cutters on the plates are placed, as a rule, in a checkerboard pattern in the direction of rotation of the drill.

Устройство может быть дополнительно оснащено ребрами жесткости 4.1-4.n.The device can be additionally equipped with stiffeners 4.1-4.n.

Устройство по второму варианту состоит из основания 1, на котором с помощью неразъемного соединения, например, сварки, закреплены пластины 2.1-2.2, установленные с зазором и на каждой из которых размещены режущие элементы-резцы (зубья) 3.1-3.n, при этом пластины 2.1-2.2 расположены под углом по отношению к вертикальной оси основания 1. Резцы 3.1-3.n закреплены внутри зазора на каждой из пластин 2.1-2.2, например, с помощью шплинта.The device according to the second embodiment consists of a base 1, on which, using a permanent connection, for example, welding, plates 2.1-2.2 are fixed, installed with a gap and on each of which cutting elements-cutters (teeth) 3.1-3.n are placed, while the plates 2.1-2.2 are located at an angle with respect to the vertical axis of the base 1. The cutters 3.1-3.n are fixed inside the gap on each of the plates 2.1-2.2, for example, using a cotter pin.

Кроме того, на основании жестко закреплен кронштейн 5, в который вставлен забурник 6, связанный с кронштейном 5 с помощью крепежного соединения 7, например, болтового соединения или шпильки.In addition, a bracket 5 is rigidly fixed to the base, into which a bore 6 is inserted, connected to the bracket 5 by means of a fastener 7, for example, a bolt or stud.

Основание 1, пластины 2.1-2.2, забурник 6 изготовлены из листового проката, при этом форма основания и забурника определяется технологической необходимостью, а форма пластин - преимущественно прямоугольная. Кроме того, забурник 6 может быть выполнен объемным, при этом его форма определяется технологической необходимостью. Режущие элементы-резцы (зубья) 3.1-3.n армированы твердосплавными элементами (на чертеже не показаны), при этом в качестве армирующих элементов резцов могут быть использованы элементы твердосплавного усиления, в том числе, цилиндроконические вставки, плоские напайки или наплавка. Резцы на пластинах размещают, как правило, в шахматном порядке по направлению вращения бура.Base 1, plates 2.1-2.2, bore 6 are made of sheet metal, while the shape of the base and bore is determined by technological necessity, and the shape of the plates is mainly rectangular. In addition, the zaburnik 6 can be made voluminous, while its shape is determined by technological necessity. Cutting cutting elements (teeth) 3.1-3.n are reinforced with carbide elements (not shown in the drawing), while carbide reinforcing elements can be used as reinforcing elements of cutters, including cylinder-conical inserts, flat solders or surfacing. Cutters on the plates are placed, as a rule, in a checkerboard pattern in the direction of rotation of the drill.

На основании 1 с помощью неразъемного соединения - сварки закрепляют полый корпус (на чертеже не показан), в котором размещают или хвостовик шнека, или буровую штангу, связанную с базовой машиной (на чертеже не показаны), при этом корпус представляет собой, например, втулку, вал, служащий для сообщения общего вращательного движения. Для надежной установки буровой штанги в корпусе выполняют крепежные отверстия.On the basis of 1, using a one-piece connection - welding, a hollow body (not shown in the drawing) is fixed, in which either a screw shank or a drill rod connected to the base machine (not shown) is placed, the body being, for example, a sleeve , a shaft used to communicate a general rotational motion. For reliable installation of the drill rod in the housing, mounting holes are made.

На основании 1 может быть закреплен хвостовик или выполнено резьбовое соединение (на чертеже не показаны), служащие для размещения в них или буровой штанги, или шнека, либо закреплен непосредственно сам шнек.On the base 1, a shank can be fixed or a threaded connection is made (not shown in the drawing), which serve to accommodate either a drill rod or auger in them, or the screw itself is fixed directly.

Армирование резцов 3.1-3.n выполняют с помощью, например, твердосплавных вставок.Reinforcing incisors 3.1-3.n is performed using, for example, carbide inserts.

Осуществление полезной модели подтверждается примерами конкретного выполнения.The implementation of the utility model is confirmed by examples of specific performance.

Базовую установку (машину) размещают на поверхности грунта.The basic installation (car) is placed on the surface of the soil.

При погружении в грунт заявляемому устройству сообщают вращательное и направленное вниз поступательное движение от привода базовой машины, при этом происходит разрушение породы. В зависимости от применяемых резцов: с цилиндроконическим, плоским или наплавным армированием, производят выработку одно или многоуровневой скважины соответственно. При этом ступеньки воронки образуются из-за срезания и/или скалывания породы, происходящего за счет возникающих касательных напряжений пропилов и срезов в разрушаемом грунте. Касательные напряжения пропилов и срезов создаются благодаря воздействию резцов и забурника 3.1-3.n на грунт.When immersed in the soil, the inventive device is informed of a rotational and downward translational movement from the drive of the base machine, while the rock is destroyed. Depending on the incisors used: with cylindrical, flat or surfaced reinforcement, produce one or multi-level wells, respectively. In this case, the steps of the funnel are formed due to the cutting and / or chipping of the rock, which occurs due to the arising tangential stresses of cuts and cuts in the destructible soil. The shear stresses of cuts and cuts are created due to the impact of incisors and a bore 3.1-3.n on the ground.

Замену изношенных или поврежденных режущих элементов осуществляют путем их демонтажа.Worn or damaged cutting elements are replaced by dismantling them.

Преимуществами заявляемой породоразрушающей части бурового инструмента является простота и прочность конструкции, обеспечивающая быстрый монтаж/демонтаж изношенных по мере истирания или повреждения резцов.The advantages of the inventive rock cutting part of the drilling tool is the simplicity and strength of the structure, which provides quick installation / dismantle of worn cutters as they wear or damage.

Кроме того, устройство является универсальным, т.к. на пластинах могут быть закреплены любые типы режущих элементов, а в кронштейне различные типы забурников, необходимых для разрушения породы различного типа. Конструкция проста в изготовлении и при эксплуатации, позволяет сократить время на замену режущих элементов, что, в свою очередь, повышает производительность буровой установки.In addition, the device is universal, because any types of cutting elements can be fixed on the plates, and in the bracket various types of bored holes necessary for the destruction of rocks of various types. The design is simple to manufacture and in operation, reduces the time to replace the cutting elements, which, in turn, increases the productivity of the drilling rig.

Кроме того, стоимость изготовления и эксплуатации конструкции значительно ниже по сравнению с прототипом.In addition, the cost of manufacturing and operation of the structure is significantly lower compared to the prototype.

Claims

1. The rock-breaking part of the drilling tool, including plates with cutting elements fixed to them in the form of removable reinforced cutters, characterized in that it further comprises a base on which plates are mounted, mounted with a gap and located at an angle with respect to the vertical axis of the base, cutting elements are placed inside the gap on each of the inserts.

2. The rock-breaking part of the drilling tool according to claim 1, characterized in that as cutting elements use cutters with cylindrical-carbide carbide reinforcement.

3. The rock damaging part of the drilling tool according to claim 1, characterized in that as cutting elements use cutters with flat or hard-alloy carbide reinforcement.

4. The rock-damaging part of the drilling tool, including plates with cutting elements fixed to them in the form of removable reinforced cutters and a borehole, characterized in that it further comprises a base on which the plates are fixed and an arm that serves to fix the bore in it, while the plates are installed with the gap between them and are located at an angle with respect to the vertical axis of the base, and the cutting elements are placed inside the gap on each of the plates, as well as on the bump.

5. The rock-breaking part of the drilling tool according to claim 4, characterized in that as cutting elements use cutters with cylindrical-carbide carbide reinforcement.

6. The rock-breaking part of the drilling tool according to claim 4, characterized in that as cutting elements use cutters with flat or hard-alloy carbide reinforcement.

7. The rock breaking part of the drilling tool according to claim 4, characterized in that as reinforcing elements on the cutters,

placed on the zaburn, use cylindrical carbide inserts.

8. The rock-breaking part of the drilling tool according to claim 4, characterized in that as the reinforcing elements on the cutters placed on the zaburn, use flat carbide plates or hardfacing with carbide material.

9. The rock-destroying part of the drilling tool according to claim 4, characterized in that the borehole is made flat of sheet material.

10. The rock-destroying part of the drilling tool according to claim 4, characterized in that the borehole is made voluminous.