RU202434U1

RU202434U1 - Drilling Cutting Tool

Info

Publication number: RU202434U1
Application number: RU2020124851U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Калинин; Николай Павлович Чухряев
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2021-02-17

Abstract

Полезная модель относится к буровым режущим инструментам (БРИ). БРИ содержит симметричный корпус (СК) 1 с опорными стенками (ОС) 2 и включает основание 3 с хвостовиком (X) 4. В посадочных отверстиях 5 СК 1 закреплены при помощи шплинтов (Ш) 6, размещаемых в отверстиях 7 СК 1, сменные унифицированные (СУ) основные (О) 8 и периферийные (П) резцы (Р) 9, армированные по передней грани (ПГ) 10 износостойкими пластинами (ИП) 11 с прямолинейной (П) режущей кромкой (РК) 12. Они содержат X резца (ХР) 13 с отверстием 14 под Ш 6 и головку (Г) 15 с задней гранью (Г) 16, опирающейся на ОС 2. Внутренняя боковая грань (ВБГ) 17 Г 15 выполнена параллельно продольной оси СУОР 8 и СУПР 9, а внешняя (ВБГ) 18 - с наклоном к продольной оси СУОР в сторону ХР 13. СУР 8, 9 образуют режущее лезвие 19 с установкой СУПР 9 ПРК 12 параллельно оси БРИ. На основании 3 СК 1 БРИ выполнена опорная плита (ОП) 20, содержащая в центральной части отверстие 21 для сопряжения с внешней поверхностью X 4. ОП 20 имеет конфигурацию поперечного сечения (ПС), конгруэнтную проекции ПС БРИ в его диаметральной плоскости, проходящего через Г 15 СУПР 9, с ОС 2, между ВБГ 17 и ВБГ 18, с образованием П элементов (ПЭ) 22 для сопряжения с ВБГ 18 СУПР 9 и ОС 2 СК 1 БРИ. На нижней плоскости 23 ПЭ 22 ОП 20 образованы выступы (В) 24, содержащие наклонные грани 25, контактирующие всей поверхностью с ВБГ 18 СУПР 9, причем ПЭ 22 ОП 20 с В 24 армированы по ПГ 26 ИП 27, содержат РК 28, на продолжении ПРК 12 СУПР 9, и имеют скругления 29, выходящие на верхнюю плоскость (ВП) 30 ОП 20. ОП 20 связана с СК 1 посредством винтов 31, размещенных параллельно оси БРИ и установленных в потай на ВП 30 ОП 20. СК 1 БРИ связан со шнековой буровой штангой 32. Данный БРИ повышает эффективность бурения наклонных скважин в перемежающихся по крепости породах. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.The utility model relates to drilling cutting tools (BRI). BRI contains a symmetric body (SK) 1 with support walls (OS) 2 and includes a base 3 with a shank (X) 4. In the mounting holes 5 SK 1 are fixed with cotter pins (W) 6, placed in the holes 7 SK 1, replaceable unified (SU) main (O) 8 and peripheral (P) cutters (P) 9, reinforced along the front edge (PG) 10 wear-resistant plates (IP) 11 with a straight (P) cutting edge (RK) 12. They contain X cutters ( ХР) 13 with a hole 14 for Ш 6 and a head (D) 15 with a rear face (D) 16, based on OS 2. The inner side face (WBG) 17 Г 15 is made parallel to the longitudinal axis of the SUOR 8 and SUPR 9, and the outer ( VBG) 18 - with an inclination to the longitudinal axis of the SUOR in the direction of ХР 13. СUR 8, 9 form a cutting blade 19 with the installation of SUPR 9 PRK 12 parallel to the BRI axis. On the basis of 3 SC 1 BRI, a base plate (OP) 20 is made, containing in the central part a hole 21 for mating with the outer surface X 4. OP 20 has a cross-sectional configuration (PS) congruent to the projection of PS BRI in its diametrical plane passing through G 15 SUPR 9, with OS 2, between VBG 17 and VBG 18, with the formation of P elements (PE) 22 for conjugation with VBG 18 SUPR 9 and OS 2 SK 1 BRI. On the lower plane 23 of PE 22 OP 20, protrusions (B) 24 are formed, containing inclined faces 25, contacting the entire surface with VBG 18 SUPR 9, and PE 22 OP 20 with V 24 are reinforced according to PG 26 IP 27, contain RK 28, in continuation PRK 12 SUPR 9, and have fillets 29 extending to the upper plane (VP) 30 OP 20. OP 20 is connected to SC 1 by means of screws 31 located parallel to the BRI axis and installed in the recessed compartment on VP 30 OP 20. SC 1 BRI is connected to auger drill rod 32. This BRI increases the efficiency of drilling deviated wells in rock alternating in strength. 2 c.p. f-ly, 8 dwg

Description

Полезная модель относится к горному делу, а именно к буровым режущим инструментам для вращательного шнекового бурения взрывных скважин на карьерах преимущественно наклонных, в перемежающихся по крепости породах.The utility model relates to mining, namely to drilling cutting tools for rotary auger drilling of blast holes in open pits, mainly inclined, in rocks alternating in strength.

Известен буровой режущий инструмент, оснащенный сменными унифицированными резцами, армированными по передней грани износостойкой пластиной, включающими головку, внутренняя боковая грань которой выполнена параллельно продольной оси сменного унифицированного резца, а внешняя боковая грань - с наклоном к продольной оси сменного унифицированного резца в сторону хвостовика (Авторское свидетельство СССР №1373808, кл. Е21С 25/38, 1988. Фиг. 3). Буровой режущий инструмент, оснащенный данными резцами имеет непрямолинейное сплошное режущее лезвие, позволяющее снизить удельные нагрузки на прямолинейные режущие кромки резцов и повысить их износостойкость.Known drilling cutting tool equipped with replaceable unified cutters, reinforced on the front face with a wear-resistant plate, including a head, the inner side edge of which is parallel to the longitudinal axis of the replaceable unified cutter, and the outer side face is inclined to the longitudinal axis of the replaceable unified cutter towards the shank (Author certificate of the USSR No. 1373808, class E21C 25/38, 1988. Fig. 3). The drilling cutting tool equipped with these cutters has a non-rectilinear solid cutting blade, which makes it possible to reduce the specific loads on the straight cutting edges of the cutters and increase their wear resistance.

Недостаток данного технического решения заключается в низкой стойкости диаметрообразующих сменных унифицированных периферийных резцов, так как последние взаимодействуют со стенками скважины не всей прямолинейной режущей кромкой, а острым углом, между прямолинейной режущей кромкой и внешней боковой гранью, что приводит к его повышенному износу, поломкам и, в конечном итоге, существенно уменьшает диаметр взрывной скважины, что недопустимо при закладке ВВ в скважину.The disadvantage of this technical solution lies in the low durability of the diameter-forming replaceable unified peripheral cutters, since the latter interact with the borehole walls not with the entire straight cutting edge, but with an acute angle, between the straight cutting edge and the outer lateral edge, which leads to its increased wear, breakages, and, ultimately, it significantly reduces the diameter of the blast hole, which is unacceptable when placing explosives in the hole.

В качестве прототипа принят буровой режущий инструмент, содержащий симметричный корпус с опорными стенками, включающий основание с хвостовиком, и установленные в посадочных отверстиях симметричного корпуса и закрепленные в них при помощи шплинтов, размещаемых в сквозных отверстиях симметричного корпуса, сменные унифицированные основные и периферийные резцы, армированные по передней грани износостойкими пластинами, с прямолинейной режущей кромкой и образующие непрямолинейное сплошное режущее лезвие с установкой сменных унифицированных периферийных резцов прямолинейной режущей кромкой параллельно оси бурового режущего инструмента (Авторское свидетельство СССР №1502797, кл. Е21В 10/24, 1989.).As a prototype, a drilling cutting tool was adopted containing a symmetrical body with support walls, including a base with a shank, and installed in the bore holes of the symmetric body and fixed in them with cotter pins placed in the through holes of the symmetric body, replaceable unified main and peripheral cutters, reinforced on the front face with wear-resistant plates, with a straight cutting edge and forming a non-rectilinear continuous cutting blade with the installation of replaceable unified peripheral cutters with a straight cutting edge parallel to the axis of the drilling cutting tool (USSR author's certificate No. 1502797, class Е21В 10/24, 1989.).

Непрямолинейное сплошное режущее лезвие данного бурового режущего инструмента позволяет сохранить режущие кромки в месте стыков от абразивного износа, а установка сменных унифицированных периферийных резцов прямолинейной режущей кромкой параллельно оси бурового режущего инструмента, позволяет предохранить диаметрообразующие основные резцы от преждевременного износа, обеспечить устойчивость инструмента и его центрацию на забое, сохранить необходимый диаметр взрывной скважины при бурении преимущественно вертикальных скважин в породах небольшой крепости.The non-rectilinear continuous cutting blade of this drilling cutting tool allows you to keep the cutting edges at the joints from abrasive wear, and the installation of replaceable unified peripheral cutters with a straight cutting edge parallel to the axis of the drilling cutting tool allows you to protect the diameter-forming main cutters from premature wear, to ensure the stability of the tool and its centering on bottom hole, maintain the required diameter of the blast hole when drilling mainly vertical holes in rocks of a small fortress.

Недостаток данного технического решения заключается в низкой эффективности при бурении наклонных взрывных скважин в перемежающихся по крепости породах из-за того, что установка сменных унифицированных периферийных резцов прямолинейной режущей кромкой параллельно оси бурового режущего инструмента, при проходке мягких прослоев породы, всегда предопределяет (диаметр инструмента всегда больше диаметра буровой штанги) во время подъема из скважины буровой шнековой штанги с буровым режущим инструментом на конце, врезание в стенки скважины сменных унифицированных периферийных резцов (острым углом) из-за выполнения внешней боковой грани сменных унифицированных периферийных резцов с наклоном к продольной оси сменного унифицированного резца в сторону хвостовика. При последующей встрече с крепким прослоем будет происходить либо излом износостойких пластин сменных унифицированных периферийных резцов, либо срез более мягких шплинтов, выдергивание из корпуса сменных унифицированных периферийных резцов с деформацией посадочных отверстий в корпусе бурового режущего инструмента, и потеря резцов в скважине. И в том, и другом случае будет снижаться прочность бурового режущего инструмента и увеличиваться непроизводительное время на преждевременную замену сменных унифицированных периферийных резцов (что повышает стоимость бурения), в ряде случаев с зачисткой посадочных отверстий. При этом отсутствие каких-либо опорных элементов, удерживающих головки сменных унифицированных периферийных резцов, при выходе последних из крепкого прослоя в мягкий, при осевом давлении на забой в процессе бурения, существенно увеличивает нагрузки на хвостовики сменных унифицированных периферийных резцов и приводит к их изгибу.The disadvantage of this technical solution lies in low efficiency when drilling inclined blast holes in rocks alternating in strength due to the fact that the installation of replaceable unified peripheral cutters with a straight cutting edge parallel to the axis of the drilling cutting tool, when driving soft rock layers, always predetermines (the diameter of the tool always more than the diameter of the drill rod) during lifting from the well of the drill auger rod with a drilling cutting tool at the end, cutting into the borehole walls of replaceable unified peripheral cutters (with an acute angle) due to the execution of the outer side edge of replaceable unified peripheral cutters with an inclination to the longitudinal axis of the replaceable unified the cutter towards the shank. At the next meeting with a strong interlayer, either the wear-resistant plates of the replaceable unified peripheral cutters will break, or the softer cotter pins will be cut, the replaceable unified peripheral cutters will be pulled out of the body with deformation of the mounting holes in the body of the drilling cutting tool, and the cutters will be lost in the well. In both cases, the strength of the drilling cutting tool will decrease and the unproductive time for the premature replacement of replaceable unified peripheral cutters will increase (which increases the cost of drilling), in some cases with cleaning of the mounting holes. At the same time, the absence of any supporting elements holding the heads of the replaceable unified peripheral cutters, when the latter exit from a strong interlayer into a soft one, with axial pressure on the bottomhole during drilling, significantly increases the loads on the liners of the replaceable unified peripheral cutters and leads to their bending.

Полезная модель направлена на повышение эффективности бурения наклонных взрывных скважин в перемежающихся по крепости породах. Технический результат - повышение прочности и износостойкости бурового режущего инструмента, что достигается за счет того, что в буровом режущем инструменте, содержащем симметричный корпус с опорными стенками, включающий основание с хвостовиком, и установленные в посадочных отверстиях симметричного корпуса и закрепленные в них при помощи шплинтов, размещаемых в сквозных отверстиях симметричного корпуса, сменные унифицированные основные и периферийные резцы, армированные по передней грани износостойкими пластинами, с прямолинейной режущей кромкой, содержащие хвостовик резца, с отверстием под шплинт, и головку с задней гранью, внутренняя боковая грань которой выполнена параллельно продольной оси сменного унифицированного резца, а внешняя боковая грань - с наклоном к продольной оси сменного унифицированного резца в сторону хвостовика резца, и образующие непрямолинейное сплошное режущее лезвие с установкой сменных унифицированных периферийных резцов прямолинейной режущей кромкой параллельно оси бурового режущего инструмента, на основании симметричного корпуса бурового режущего инструмента выполнена опорная плита, содержащая в центральной части отверстие, для сопряжения с внешней поверхностью хвостовика, и имеющая конфигурацию поперечного сечения, конгруэнтную проекции поперечного сечения бурового режущего инструмента, в его диаметральной плоскости, проходящего через головки сменных унифицированных периферийных резцов, с опорными стенками, между внутренней и внешней боковыми гранями, с образованием периферийных элементов для сопряжения с внешними боковыми гранями сменных унифицированных периферийных резцов и опорными стенками корпуса бурового режущего инструмента, при этом на нижней плоскости периферийных элементов опорной плиты образованы выступы, содержащие наклонные грани, контактирующие всей поверхностью с внешними боковыми гранями сменных унифицированных периферийных резцов, причем периферийные элементы опорной плиты с выступами армированы по передней грани износостойкими пластинами, содержат режущие кромки, которые являются продолжением прямолинейных режущих кромок сменных унифицированных периферийных резцов, и имеют скругления, выходящие на верхнюю плоскость опорной плиты. При этом, длина хвостовика бурового режущего инструмента увеличена на толщину опорной плиты. Причем, опорная плита связана с симметричным корпусом бурового режущего инструмента посредством винтов, размещенных параллельно оси бурового режущего инструмента и установленных в потай на верхней плоскости опорной плиты.The utility model is aimed at improving the efficiency of drilling directional blast holes in rock alternating in strength. The technical result is an increase in the strength and wear resistance of a drilling cutting tool, which is achieved due to the fact that in a drilling cutting tool containing a symmetrical body with support walls, including a base with a shank, and installed in the seating holes of the symmetrical body and fixed therein with cotter pins, placed in the through holes of the symmetrical body, replaceable unified main and peripheral cutters, reinforced along the front face with wear-resistant plates, with a straight cutting edge, containing a cutter shank, with a hole for a cotter pin, and a head with a rear face, the inner side face of which is parallel to the longitudinal axis of the replaceable a unified cutter, and the outer side face is inclined to the longitudinal axis of the replaceable unified cutter towards the cutter shank, and forming a non-rectilinear continuous cutting blade with the installation of replaceable unified peripheral cutters with a straight cutting edge parallel about the axis of the drilling cutting tool, on the basis of the symmetrical body of the drilling cutting tool, a base plate is made, containing a hole in the central part for mating with the outer surface of the shank, and having a cross-sectional configuration congruent to the projection of the cross-section of the drilling cutting tool in its diametrical plane passing through the heads of interchangeable unified peripheral cutters, with support walls, between the inner and outer side faces, with the formation of peripheral elements for mating with the outer side faces of the interchangeable unified peripheral cutters and the support walls of the drilling cutting tool body, while on the lower plane of the peripheral elements of the base plate protrusions containing inclined edges contacting the entire surface with the outer side edges of replaceable unified peripheral cutters, and the peripheral elements of the base plate with protrusions are reinforced along the front edge of wear resistant plates, contain cutting edges, which are a continuation of the straight cutting edges of replaceable unified peripheral cutters, and have fillets extending to the upper plane of the base plate. At the same time, the length of the shank of the drilling cutting tool is increased by the thickness of the base plate. Moreover, the base plate is connected to the symmetrical body of the drilling cutting tool by means of screws located parallel to the axis of the drilling cutting tool and installed in a recess on the upper plane of the base plate.

Указанный буровой режущий инструмент позволяет повысить эффективность при бурении наклонных взрывных скважин в перемежающихся по крепости породах.The specified drilling cutting tool allows you to increase the efficiency when drilling inclined blast holes in rock alternating in strength.

Выполнение на основании симметричного корпуса бурового режущего инструмента опорной плиты, содержащей в центральной части отверстие, для сопряжения с внешней поверхностью хвостовика, создает дополнительную жесткую связь опорной плиты с симметричным корпусом, что снижает изгибающие нагрузки на винты и повышает их прочность. Это же позволяет получить достаточную поверхность на верхней плоскости опорной плиты для полного контакта с торцевой поверхностью замкового соединения буровой штанги, что способствует снижению напряжений смятия контактирующих поверхностей и также повышает их прочность.Execution of a base plate on the basis of a symmetrical body of a drilling cutting tool, containing a hole in the central part for mating with the outer surface of the shank, creates an additional rigid connection between the base plate and the symmetrical body, which reduces bending loads on the screws and increases their strength. This also makes it possible to obtain a sufficient surface on the upper plane of the base plate for full contact with the end surface of the tool joint of the drill rod, which helps to reduce the crushing stresses of the contacting surfaces and also increases their strength.

Выполнение опорной плиты с конфигурацией поперечного сечения, конгруэнтной проекции поперечного сечения бурового режущего инструмента, в его диаметральной плоскости, проходящего через головки сменных унифицированных периферийных резцов, с опорными стенками, между внутренней и внешней боковыми гранями, позволяет получить технологичную обтекаемую форму опорной плиты, что не ухудшает параметры транспортирования буровой мелочи от режущих лезвий к буровой штанге и не вызывает необходимости увеличения осевых давлений на буровой режущий инструмент, приводящих к преждевременному износу режущих лезвий и поломкам сменных унифицированных резцов.The execution of the base plate with a cross-sectional configuration, a congruent projection of the cross-section of the drilling cutting tool, in its diametrical plane, passing through the heads of interchangeable unified peripheral cutters, with support walls, between the inner and outer side faces, makes it possible to obtain a technological streamlined shape of the base plate, which does not degrades the parameters of transportation of drill cuttings from the cutting blades to the drill rod and does not cause the need to increase the axial pressures on the drilling cutting tool, leading to premature wear of the cutting blades and breakage of replaceable unified cutters.

Образование на опорной плите периферийных элементов для сопряжения с внешними боковыми гранями сменных унифицированных периферийных резцов и опорными стенками корпуса бурового режущего инструмента, позволяет, во время подъема из скважины буровой шнековой штанги с буровым режущим инструментом на конце предотвратить врезание в стенки скважины сменных периферийных резцов (острым углом),излом их износостойких пластин, а также срез шплинтов и выдергивание из корпуса унифицированных периферийных резцов и их потерю в скважине. Кроме этого, данный признак позволяет обеспечить надежную опору головкам сменных унифицированных периферийных резцов, при выходе последних из крепкого прослоя в мягкий, при осевом давлении на забой в процессе бурения, существенно снизить нагрузки на хвостовики сменных унифицированных периферийных резцов и предотвратить их изгиб.The formation of peripheral elements on the base plate for mating with the outer side faces of replaceable unified peripheral cutters and the support walls of the drilling cutting tool body allows, during lifting from the borehole of a drill auger rod with a drilling cutting tool at the end, to prevent cutting into the borehole walls of replaceable peripheral cutters (sharp angle), fracture of their wear-resistant plates, as well as cut of the cotter pins and pulling out of the body of the unified peripheral cutters and their loss in the well. In addition, this feature makes it possible to provide reliable support for the heads of replaceable unified peripheral cutters, when the latter exit from a strong interlayer into a soft one, with axial pressure on the bottomhole during drilling, significantly reduce the load on the liners of replaceable unified peripheral cutters and prevent their bending.

Образование на нижней плоскости периферийных элементов опорной плиты выступов, содержащих наклонные грани, контактирующие всей поверхностью с внешними боковыми гранями сменных унифицированных периферийных резцов, позволяет снизить контактные давления указанных сопрягаемых поверхностей и повысить их прочность, и обеспечивает сплошность режущего лезвия бурового режущего инструмента, что способствует снижению абразивного износа его корпуса.The formation of protrusions on the lower plane of the peripheral elements of the base plate, containing inclined edges, contacting the entire surface with the outer side edges of replaceable unified peripheral cutters, makes it possible to reduce the contact pressures of these mating surfaces and increase their strength, and ensures the continuity of the cutting blade of the drilling cutting tool, which helps to reduce abrasive wear of its body.

Армирование периферийных элементов опорной плиты с выступами по передней грани износостойкими пластинами также обеспечивает сплошность всего режущего лезвия и повышает его износостойкость.Reinforcement of the peripheral elements of the base plate with projections along the front face with wear plates also ensures the continuity of the entire cutting blade and increases its wear resistance.

Выполнение на периферийных элементах опорной плиты режущих кромок, которые являются продолжением прямолинейных режущих кромок сменных унифицированных периферийных резцов, исключает относительное смещение сопрягаемых режущих кромок по отношению к стенкам скважины и концентрацию на них напряжений, снижает удельные нагрузки и повышает их износостойкость. Это же решение позволяет увеличить высоту периферийной (калибрующей) части бурового режущего инструмента и при прохождении наклонных скважин улучшить центрацию бурового режущего инструмента на забое, способствующую повышению прочности и износостойкости бурового режущего инструмента, вследствие равномерности нагружения режущих лезвий, и сохранению необходимого диаметра взрывной скважины.The implementation of cutting edges on the peripheral elements of the base plate, which are a continuation of the straight cutting edges of replaceable unified peripheral cutters, eliminates the relative displacement of the mating cutting edges with respect to the borehole walls and the concentration of stresses on them, reduces specific loads and increases their wear resistance. The same solution makes it possible to increase the height of the peripheral (gauge) part of the drilling cutting tool and, when passing inclined wells, to improve the centering of the drilling cutting tool at the bottomhole, which contributes to increasing the strength and wear resistance of the drilling cutting tool, due to the uniform loading of the cutting blades, and maintaining the required diameter of the blast hole.

Наличие на режущих кромках периферийных элементов опорной плиты скруглений, выходящих на ее верхнюю плоскость позволяет существенно снизить удельные нагрузки на режущие кромки округлой формы, исключить врезание режущих кромок периферийных элементов опорной плиты в крепкие прослои породы, предотвратить излом износостойких пластин, срез шплинтов и утерю сменных унифицированных резцов, т.е. обеспечить плавный подъем бурового режущего инструмента из наклонной буровой скважины.The presence on the cutting edges of the peripheral elements of the base plate with fillets extending to its upper plane can significantly reduce the specific loads on the cutting edges of a rounded shape, exclude the cutting edges of the peripheral elements of the base plate into solid rock layers, prevent fracture of wear-resistant plates, shear of cotter pins and the loss of replaceable unified incisors, i.e. to ensure smooth lifting of the drilling cutting tool from the inclined borehole.

Увеличение длины хвостовика бурового режущего инструмента именно на толщину опорной плиты является оптимальным с точки зрения технологичности и позволяет гарантированно обеспечить точное соединение хвостовика бурового режущего инструмента с замковым соединением шнековой буровой штанги. При этом, толщина опорной плиты подбирается в зависимости от диаметра бурового режущего инструмента и силовых характеристик привода.The increase in the length of the shank of the drilling cutting tool precisely by the thickness of the base plate is optimal from the point of view of manufacturability and allows you to guarantee the exact connection of the shank of the drilling cutting tool with the tool joint of the auger drill rod. In this case, the thickness of the base plate is selected depending on the diameter of the drilling cutting tool and the power characteristics of the drive.

Связь опорной плиты с симметричным корпусом бурового режущего инструмента посредством винтов, размещенных параллельно оси бурового режущего инструмента и установленных в потай на верхней плоскости опорной плиты обеспечивает прочное и надежное разъемное соединение, которое не подвергается интенсивному изнашиванию, не препятствует размещению замковых соединений шнековых буровых штанг и обеспечивает ремонтопригодность изделия в целом.The connection of the base plate with the symmetrical body of the drilling cutting tool by means of screws located parallel to the axis of the drilling cutting tool and installed in a recess on the upper plane of the base plate provides a strong and reliable detachable connection that does not undergo intense wear, does not interfere with the placement of the tool joints of the auger drill rods and ensures maintainability of the product as a whole.

На фиг. 1 показан буровой режущий инструмент; на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1; на фиг. 3 показан разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 показан разрез по В-В на фиг. 1; на фиг. 5 показан разрез по Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 показан разрез по Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 показана схема подъема бурового режущего инструмента из наклонной буровой скважины (прототип); на фиг. 8 показана схема подъема бурового режущего инструмента из наклонной буровой скважины (новое техническое решение).FIG. 1 shows a drilling cutting tool; in fig. 2 shows view A in FIG. one; in fig. 3 shows a section along b-b in fig. one; in fig. 4 shows a section along B-B in FIG. one; in fig. 5 shows a section along G-G in FIG. one; in fig. 6 shows a section along D-D in FIG. one; in fig. 7 shows a diagram of lifting a drilling cutting tool from an inclined borehole (prototype); in fig. 8 shows a diagram of lifting a drilling cutting tool from a deviated borehole (new technical solution).

Буровой режущий инструмент содержит симметричный корпус 1 с опорными стенками 2, и включает основание 3 с хвостовиком 4. В посадочных отверстиях 5 симметричного корпуса 1 закреплены при помощи шплинтов 6, размещаемых в сквозных отверстиях 7 симметричного корпуса 1, сменные унифицированные основные 8 и периферийные 9 резцы, армированные по передней грани 10 износостойкими пластинами 11, с прямолинейной режущей кромкой 12. Они содержат хвостовик резца 13, с отверстием 14 под шплинт 6, и головку 15 с задней гранью 16, опирающейся на опорную стенку 2. Внутренняя боковая грань 17 головки 15 выполнена параллельно продольной оси сменного унифицированного резца 8, 9, а внешняя боковая грань 18 - с наклоном к продольной сменного унифицированного резца в сторону хвостовика резца 13. Сменные унифицированные основные 8 и периферийные 9 резцы образуют непрямолинейное сплошное режущее лезвие 19 с установкой сменных унифицированных периферийных резцов 9 прямолинейной режущей кромкой 12 параллельно оси бурового режущего инструмента. На основании 3 симметричного корпуса 1 бурового режущего инструмента выполнена опорная плита 20, содержащая в центральной части отверстие 21, для сопряжения с внешней поверхностью хвостовика 4. Опорная плита 20 имеет конфигурацию поперечного сечения, конгруэнтную проекции поперечного сечения бурового режущего инструмента, в его диаметральной плоскости, проходящего через головки 15 сменных унифицированных периферийных резцов 9, с опорными стенками 2, между внутренней 17 и внешней 18 боковыми гранями, с образованием периферийных элементов 22 для сопряжения с внешними боковыми гранями 18 сменных унифицированных периферийных резцов 9 и опорными стенками 2 корпуса 1 бурового режущего инструмента. На нижней плоскости 23 периферийных элементов 22 опорной плиты 20 образованы выступы 24, содержащие наклонные грани 25, контактирующие всей поверхностью с внешними боковыми гранями 18 сменных унифицированных периферийных резцов 9, причем периферийные элементы 22 опорной плиты 20 с выступами 24 армированы по передней грани 26 износостойкими пластинами 27, содержат режущие кромки 28, которые являются продолжением прямолинейных режущих кромок 12 сменных унифицированных периферийных резцов 9, и имеют скругления 29, выходящие на верхнюю плоскость 30 опорной плиты 20. Длина хвостовика 4 бурового режущего инструмента увеличена на толщину опорной плиты 20. Для обеспечения ремонтопригодности опорная плита 20 связана с симметричным корпусом 1 бурового режущего инструмента посредством винтов 31, размещенных параллельно оси бурового режущего инструмента и установленных в потай на верхней плоскости 30 опорной плиты 20. Симметричный корпус 1 бурового режущего инструмента связан со шнековой буровой штангой 32.The drilling cutting tool contains a symmetrical body 1 with support walls 2, and includes a base 3 with a shank 4. In the bore holes 5 of the symmetrical body 1, they are fixed with cotter pins 6 placed in the through holes 7 of the symmetrical body 1, replaceable unified main 8 and peripheral 9 cutters , reinforced along the front edge 10 wear-resistant plates 11, with a straight cutting edge 12. They contain the shank of the cutter 13, with a hole 14 for the cotter pin 6, and a head 15 with a rear edge 16 resting on the support wall 2. The inner side edge 17 of the head 15 is made parallel to the longitudinal axis of the replaceable unified cutter 8, 9, and the outer side edge 18 - with an inclination to the longitudinal replaceable unified cutter towards the shank of the cutter 13. The replaceable unified main 8 and peripheral 9 cutters form a non-rectilinear continuous cutting blade 19 with the installation of replaceable unified peripheral cutters 9 straight cutting edge 12 parallel to axis and drilling cutting tools. On the base 3 of the symmetrical body 1 of the drilling cutting tool, a base plate 20 is made, containing a hole 21 in the central part for mating with the outer surface of the shank 4. The base plate 20 has a cross-sectional configuration congruent with the projection of the cross-section of the drilling cutting tool in its diametrical plane, passing through the heads 15 of replaceable unified peripheral cutters 9, with support walls 2, between the inner 17 and the outer 18 side faces, with the formation of peripheral elements 22 for mating with the outer side faces 18 of the replaceable unified peripheral cutters 9 and support walls 2 of the housing 1 of the drilling cutting tool ... On the lower plane 23 of the peripheral elements 22 of the base plate 20, protrusions 24 are formed, containing inclined edges 25 contacting the entire surface with the outer side edges 18 of replaceable unified peripheral cutters 9, and the peripheral elements 22 of the base plate 20 with protrusions 24 are reinforced along the front edge 26 with wear-resistant plates 27, contain cutting edges 28, which are a continuation of rectilinear cutting edges 12 of replaceable unified peripheral cutters 9, and have rounding 29 extending to the upper plane 30 of the base plate 20. The length of the shank 4 of the drilling cutting tool is increased by the thickness of the base plate 20. To ensure maintainability the base plate 20 is connected to the symmetrical body 1 of the drilling cutting tool by means of screws 31 located parallel to the axis of the drilling cutting tool and installed in a recess on the upper plane 30 of the base plate 20. The symmetrical body 1 of the drilling cutting tool is connected to the auger drill hole tangoy 32.

Предлагаемый буровой режущий инструмент работает следующим образом. Перед началом бурения в симметричном корпусе 1 бурового режущего инструмента устанавливаются сменные унифицированные основные 8 и периферийные 9 резцы, которые опираются задней гранью 16 головок 15 на опорные стенки 2 и закрепляются своими хвостовиками резцов 13 с отверстиями 14 в посадочных отверстиях 5 при помощи шплинтов 6, проходящих через сквозные отверстия 7 симметричного корпуса 1. Также на основание 3 симметричного корпуса 1 посредством отверстия 21, сопрягаемого с внешней поверхностью хвостовика 4, устанавливается опорная плита 20, которая жестко соединяется с основанием 3 при помощи винтов 31, устанавливаемых в потай на верхней плоскости 30 опорной плиты 20 симметричного корпуса 1.The proposed drilling cutting tool works as follows. Before the start of drilling, in the symmetrical body 1 of the drilling cutting tool, replaceable unified main 8 and peripheral 9 cutters are installed, which are supported by the back face of the 16 heads 15 on the support walls 2 and are fixed with their shanks 13 with holes 14 in the mounting holes 5 using cotter pins 6 passing through the through holes 7 of the symmetrical body 1. Also on the base 3 of the symmetrical body 1 through the hole 21, mating with the outer surface of the shank 4, a base plate 20 is installed, which is rigidly connected to the base 3 using screws 31 installed in the recessed base on the upper plane 30 of the support plates 20 of the symmetrical body 1.

В процессе вращательного бурения от замкового соединения шнековой буровой штанги 32 (не показано) к симметричному корпусу 1 бурового режущего инструмента через хвостовик 4 прилагается крутящий момент, а через верхнюю плоскость 30 опорной плиты 20 осевое усилие, под действием которых сменные унифицированные основные 8 и периферийные 9 резцы, оснащенные по передней грани 10 износостойкими пластинами 11, имеющими режущие кромки 12, разбуривают скважину до необходимого диаметра. Непрямолинейное сплошное режущее лезвие 19, образованное путем контакта внутренних 17 и внешних 18 граней головок 15 сменных унифицированных основных 8 и периферийных 9 резцов, защищает симметричный корпус 1 от абразивного износа при перемещении буровой мелочи к шнековой буровой штанге 32. При этом, поскольку периферийные элементы 22 опорной плиты 20 с выступами 24 армированы по передней грани 26 износостойкими пластинами 27 и содержат режущие кромки 28, которые являются продолжением прямолинейных режущих кромок 12 сменных унифицированных периферийных резцов 9, увеличивается высота периферийной (калибрующей) части бурового режущего инструмента и при прохождении наклонных скважин будет улучшаться центрация бурового режущего инструмента на забое, способствующая равномерности нагружения режущих лезвий 19, и сохраняться необходимый диаметр взрывной скважины. При прохождении крепких прослоев породы, при повышенном осевом давлении на забой в процессе бурения, во время выхода сменных унифицированных периферийных резцов 9 из крепкого прослоя в мягкий, их хвостовики 13 испытывают значительные изгибающие нагрузки, но сохраняют свою работоспособность поскольку выступы 24, образованные на нижней плоскости 23 периферийных элементов 22 опорной плиты 20 содержат наклонные грани 25, контактирующие всей поверхностью с внешними боковыми гранями 18 головок 15 сменных унифицированных периферийных резцов 9, и создают в этом случае надежную износостойкую опору. После достижения необходимой глубины взрывной наклонной скважины процесс бурения останавливается и осуществляется подъем бурового режущего инструмента с шнековой буровой штангой 32, который в данном случае происходит более плавно без врезания в стенки скважины именно острых углов сменных унифицированных периферийных резцов 9, их излома или даже потери, поскольку внешние боковые грани 18 сменных унифицированных периферийных резцов 9 надежно защищены наклонными гранями 25 выступов 24, образованных на нижней плоскости 23 периферийных элементов 22 опорной плиты 20, а сами периферийные элементы 22 содержат на режущих кромках 28 скругления 29, выходящие на верхнюю плоскость 30 опорной плиты 20, что обеспечивает их плавный переход через крепкие прослои породы без поломок.In the process of rotary drilling, from the tool joint of the auger drill rod 32 (not shown), torque is applied to the symmetrical body 1 of the drilling cutting tool through the shank 4, and through the upper plane 30 of the base plate 20 an axial force, under the action of which the replaceable unified main 8 and peripheral 9 cutters, equipped on the front face 10 with wear-resistant plates 11 having cutting edges 12, drill the hole to the required diameter. The non-rectilinear continuous cutting blade 19, formed by the contact of the inner 17 and outer 18 edges of the heads 15 of the replaceable unified main 8 and peripheral 9 cutters, protects the symmetrical body 1 from abrasive wear when moving the drill fines to the auger drill rod 32. Moreover, since the peripheral elements 22 base plate 20 with protrusions 24 are reinforced along the front edge 26 with wear plates 27 and contain cutting edges 28, which are a continuation of straight cutting edges 12 of replaceable unified peripheral cutters 9, the height of the peripheral (calibrating) part of the drilling cutting tool increases and when passing inclined wells it will improve centering the drilling cutting tool at the bottom, contributing to the uniform loading of the cutting blades 19, and maintaining the required diameter of the blast hole. When passing through solid rock layers, with increased axial pressure on the bottomhole during drilling, during the exit of removable unified peripheral cutters 9 from a strong layer to a soft one, their liners 13 experience significant bending loads, but retain their operability since the protrusions 24 formed on the lower plane 23 of the peripheral elements 22 of the base plate 20 contain inclined edges 25 contacting the entire surface with the outer side edges 18 of the heads 15 of the interchangeable unified peripheral cutters 9, and in this case create a reliable wear-resistant support. After reaching the required depth of the inclined blast hole, the drilling process is stopped and the drilling cutting tool with the auger drill rod 32 is lifted, which in this case occurs more smoothly without cutting into the walls of the well precisely the sharp corners of the removable unified peripheral cutters 9, their fracture or even loss, since the outer side edges 18 of the interchangeable unified peripheral cutters 9 are reliably protected by the inclined edges 25 of the projections 24 formed on the lower plane 23 of the peripheral elements 22 of the base plate 20, and the peripheral elements 22 themselves contain roundings 29 on the cutting edges 28 extending onto the upper plane 30 of the base plate 20 , which ensures their smooth transition through strong rock layers without breakage.

Выполнение бурового режущего инструмента вышеуказанным способом позволяет повысить эффективность бурения наклонных взрывных скважин в перемежающихся по крепости породах.Implementation of the drilling cutting tool in the above way makes it possible to increase the efficiency of drilling inclined blast holes in rocks alternating in strength.

Claims

1. A drilling cutting tool containing a symmetrical body with support walls, including a base with a shank, and installed in the bore holes of the symmetric body and fixed in them with cotter pins placed in the through holes of the symmetrical body, replaceable unified main and peripheral cutters, reinforced along the front edges with wear-resistant plates with a straight cutting edge, containing a cutter shank with a hole for a cotter pin and a head with a flat back face, the inner side face of which is parallel to the longitudinal axis of the replaceable unified cutter, and the outer side face is inclined to the longitudinal axis of the replaceable unified cutter towards the shank cutter, and forming a non-rectilinear solid cutting blade with the installation of replaceable unified peripheral cutters with a straight cutting edge parallel to the axis of the drilling cutting tool, characterized in that on the basis of the symmetrical body of the drilling cutting tool and a base plate is made, containing in the central part a hole for mating with the outer surface of the shank and having a cross-sectional configuration congruent to the projection of the cross-section of the drilling cutting tool in its diametrical plane passing through the heads of the interchangeable unified peripheral cutters with support walls between the inner and outer side faces , with the formation of peripheral elements for mating with the outer side faces of the replaceable unified peripheral cutters and the support walls of the drilling cutting tool body, while on the lower plane of the peripheral elements of the base plate, projections are formed containing inclined edges contacting the entire surface with the outer side faces of the interchangeable unified peripheral cutters , and the peripheral elements of the base plate with protrusions are reinforced along the front face with wear-resistant plates, contain cutting edges that are a continuation of straight cutting edges cm unified peripheral cutters and have fillets extending to the upper plane of the base plate.

2. The drilling cutting tool according to claim 1, characterized in that the length of the shank of the drilling cutting tool is increased by the thickness of the base plate.

3. The drilling cutting tool according to claim 1, characterized in that the base plate is connected to the symmetrical body of the drilling cutting tool by means of screws located parallel to the axis of the drilling cutting tool and installed in a recess on the upper plane of the base plate.