RU2074945C1

RU2074945C1 - Drill bit

Info

Publication number: RU2074945C1
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Пинчук; Игорь Павлович Мельничук; Николай Митрофанович Панин; Лев Николаевич Думкин; Павел Владимирович Перетяка; Владимир Федорович Сорокин
Original assignee: Николай Петрович Пинчук; Игорь Павлович Мельничук; Николай Митрофанович Панин; Лев Николаевич Думкин; Павел Владимирович Перетяка; Владимир Федорович Сорокин
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1997-03-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: drilling of bore-hole preferably with return delivery of core material is performed by drill bit having body and mounted on its working end face are strip-type hole cutting and core-making cutting tools. They are fixed from radial displacement respectively by outer and inner undercutting tools. Inner tolls are located in radial holes of body and are made with stepped tail-piece which interacts with end face of main cutting tools. Main and undercutting tools are installed in horizontal plane at angle to each other. Main cutting tools are positioned at acute angle as to body radius. EFFECT: high efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для бурения с отбором керна, преимущественно с обратной промывкой. The invention relates to a rock cutting tool, namely to drill bits with coring, mainly with backwashing.

Известна буровая коронка, включающая корпус с рабочей торцевой поверхностью, на которой расположены армированные твердосплавными резцами спиральные выступы, образующие шламоотводящие пазы [1]
Недостатком известной коронки является малая проходка и низкая рейсовая скорость бурения. Это связано с тем, что в этой коронке использованы мелкие твердосплавные резцы, выход которых за контур спиральных выступов ограничен их малой прочностью. В связи с этим часто наблюдаются случаи прессования насоса, что требует частных расходов инструментов. Последняя же часто ведет к сколу резцов.Known drill bit, comprising a housing with a working end surface, on which are located spiral protrusions reinforced with carbide cutters, forming sludge-removing grooves [1]
A disadvantage of the known crown is the small penetration and low traveling drilling speed. This is due to the fact that small carbide cutters are used in this crown, the exit of which beyond the contour of the spiral protrusions is limited by their low strength. In this regard, cases of pressing the pump are often observed, which requires the private expense of tools. The latter often leads to chipping incisors.

Наиболее близким к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, включающая корпус и установленные на его рабочем торце пластинчатые скважино- и кернообразующие породоразрушающие вставки с клиновидной режущей кромкой [2]
Использование в данной коронке крупных пластинчатых резцов снижает количество сколов при расходке снаряда. Однако схема расположения резцов не способствует улучшению очистки забоя от шлама, особенно при использовании коронок для бурения с обратным выносом кернового материала. Это приводит к более частой расходке снаряда, что, в свою очередь может привести при разбуривании твердых пропластков и радиальному смещению резцов, повышая вероятность оставления резцов на забое скважины и нарушая схему поражения забоя. Все это ведет к снижению технико-экономических показателей бурения этими коронками.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drill bit, comprising a housing and lamellar-shaped and core-forming rock-cutting inserts with a wedge-shaped cutting edge mounted on its working end [2]
The use of large plate-shaped incisors in this crown reduces the number of chips during projectile consumption. However, the arrangement of the incisors does not contribute to improving the cleaning of the bottom from sludge, especially when using crowns for drilling with the return of core material. This leads to a more frequent consumption of the projectile, which, in turn, can result when drilling hard layers and radial displacement of the incisors, increasing the likelihood of incisors leaving the bottom of the well and violating the pattern of damage to the bottom. All this leads to a decrease in the technical and economic indicators of drilling with these crowns.

В связи с этим основной задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение благодаря этому проходки на коронку и рейсовой скорости бурения. In this regard, the main objective of the invention is to remedy these disadvantages and increase due to this penetration to the crown and the operating speed of drilling.

Решение этой задачи достигается тем, что буровая коронка, включающая корпус и установленные на его торце пластинчатые скважино- и кернообразующие породоразрушающие вставки с клиновидной режущей кромкой, согласно изобретению дополнительно снабжена наружными и внутренними подрезными резцами со ступенчатым хвостовиком, установленными в горизонтальной плоскости под углом к породоразрушающим вставкам и со смещением в сторону, противоположную направлению вращения корпуса, при этом скважинообразующие вставки объединены с наружными подрезами резцами, кернообразующие вставки с внутренними подрезными резцами в единую группу, причем боковая поверхность и торец каждой породоразрушающей вставки, расположенные в теле корпуса, размещены с возможностью взаимодействия соответственно с торцевой поверхностью малой ступени и боковой поверхностью малой ступени хвостовика. Решение поставленной задачи служит также и то, что породоразрушающая вставка и подрезной резец в каждой группе установлены под прямым углом друг к другу, при этом скважинообразующие вставки установлены под углом к радиусу коронки. The solution to this problem is achieved by the fact that the drill bit, comprising a housing and lamellar borehole and core-forming rock cutting inserts with a wedge-shaped cutting edge mounted on its end, according to the invention is additionally equipped with external and internal cutting tools with a stepped shank installed in a horizontal plane at an angle to the rock cutting inserts and with a shift to the side opposite to the direction of rotation of the housing, while the well-forming inserts are combined with external Zami incisors kernoobrazuyuschie scoring insert with internal cutters into a single group, the side surface and the end of each rock cutting insert disposed in the housing body, arranged to engage respectively with the end surface of the small step and the side surface of the shank of small steps. The solution to this problem also serves as the fact that the rock cutting insert and the cutting tool in each group are installed at right angles to each other, while the borehole inserts are installed at an angle to the radius of the crown.

На фиг.1 изображен общий вид коронки; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг.3 узел Б на фиг.2. Figure 1 shows a General view of the crown; FIG. 2 is a view along arrow A in FIG. one; in Fig.3 node B in Fig.2.

Буровая коронка включает корпус 1 с резьбой 2 и рабочим торцом 3, на котором закреплены пластинчатые скважино- и кернообразующие твердосплавные породоразрушающие вставки 4 и 5 соответственно. Вставки 4 и 5 установлены в расположенных под острым углом к радиусу коронки пазах 6 и 7, которые пересекаются с отверстиями 8 и 9 под наружные и внутренние подрезные резцы 10 и 11. Наиболее целесообразно устанавливать вставки 4 и 5 и подрезные резцы 10 и 11 под прямым углом друг к другу. Подрезные резцы 10 и 11 выполнены со ступенчатым хвостовиком 12, ступень малого диаметра которого 12а своей боковой поверхностью контактирует с торцом вставок 4 и 5. При этом боковая поверхность последних, в свою очередь, контактирует с промежуточным торцом 13 хвостовика 12 подрезных резцов 10 и 11. Таким образом, каждая пара, образованная скважинообразующими вставками 4 и наружными подрезными резцами 10, а также кернообразующими вставками 5 и внутренними подрезными резцами 11, образует взаимоблокирующую систему, обеспечивающую сохранность заданной схемы поражения забоя. Самоблокировка вставок 4 и 5 с резцами 10 и 11 достигается тем, что усилия, действующие на скважино- и кернообразующие вставки соответственно со стороны стенок скважины и керна воспринимаются не только крепежным паяным швом (твердосплавные резцы в коронках обычно крепятся пайкой), но и хвостовиком 12а подрезных резцов 10 и 11. Последние же, в свою очередь, своими промежуточными торцами 13 опираются в боковую поверхность вставок 4 и 5 и тем самым также блокируются от продольного перемещения в отверстиях 8 и 9. The drill bit includes a housing 1 with a thread 2 and a working end 3, on which lamellar borehole and core-forming carbide rock-cutting inserts 4 and 5 are fixed, respectively. Inserts 4 and 5 are installed in grooves 6 and 7 located at an acute angle to the radius of the crown, which intersect with holes 8 and 9 under the outer and inner cutting tools 10 and 11. It is most advisable to install inserts 4 and 5 and cutting tools 10 and 11 under the straight angle to each other. The cutting tools 10 and 11 are made with a stepped shank 12, the small diameter step of which 12a is in contact with the end face of the inserts 4 and 5. The lateral surface of the latter, in turn, is in contact with the intermediate end 13 of the shank 12 of the cutting tools 10 and 11. Thus, each pair formed by borehole inserts 4 and external cutting tools 10, as well as core-forming inserts 5 and internal cutting tools 11, forms a deadlock system that ensures preservation circuit injury slaughter. Self-locking of inserts 4 and 5 with cutters 10 and 11 is achieved by the fact that the forces acting on the borehole and core-forming inserts respectively from the side of the borehole and core walls are perceived not only by a solder joint (carbide cutters in crowns are usually fastened by soldering), but also by a shank 12a cutting tools 10 and 11. The latter, in turn, with their intermediate ends 13 are supported in the lateral surface of the inserts 4 and 5 and thereby are also blocked from longitudinal movement in the holes 8 and 9.

Принцип работы коронки заключается в следующем. The principle of operation of the crown is as follows.

Под действием осевого усилия и крутящего момента вставки 4 и 5 внедряются в породу и производят ее разрушение. Разрушенная порода потоком очистного агента по пазам, образованным боковыми поверхностями вставок 4, направляется во внутреннюю полость корпуса и далее в полость двойной колонны труб (не показана). При этом благодаря смещению периферийных кромок вставок 4 относительно ее внутренних кромок в сторону вращения коронки обеспечивается смещение частиц шлама с передней грани вставок 4 в направлении к внутренней полости коронки. Это улучшает очистку забоя от шлама и исключает повторное его измельчение. Благодаря же взаимной блокировке резцов 10 и 11 со вставками 4 и 5 сохраняется заданная схема поражения забоя, сохраняется заданный диаметр коронки (внутренний и наружный), уменьшается вероятность поломки и оставления вставок на забое скважины. Это же способствует повышению проходки на коронку и рейсовой скорости бурения. Under the action of axial force and torque, the inserts 4 and 5 are introduced into the rock and produce its destruction. The destroyed rock by the flow of the cleaning agent along the grooves formed by the side surfaces of the inserts 4, is sent to the inner cavity of the housing and then to the cavity of the double pipe string (not shown). Moreover, due to the displacement of the peripheral edges of the inserts 4 relative to its inner edges in the direction of rotation of the crown, the displacement of sludge particles from the front face of the inserts 4 is provided in the direction of the inner cavity of the crown. This improves the cleaning of the bottom of the sludge and eliminates its re-grinding. Due to the mutual locking of the cutters 10 and 11 with inserts 4 and 5, the specified pattern of the bottom face defeat is preserved, the specified crown diameter (internal and external) is preserved, the likelihood of breakage and insert insertion at the bottom of the well is reduced. This also contributes to the increase of penetration to the crown and the heading speed of drilling.

Таким образом, применение предложенной коронки позволяет улучшить основные технико-экономические показатели буровых работ: повысить производительность буровых работ и снизить себестоимость 1 м бурения. Thus, the use of the proposed crown allows you to improve the main technical and economic indicators of drilling operations: to increase the productivity of drilling operations and reduce the cost of 1 m of drilling.

Claims

1. A drill bit including a housing and lamellar-shaped and core-forming inserts with a cutting edge mounted on its working end, characterized in that the crown is equipped with external and internal cutting tools with a stepped shank, arranged in plan at an angle to the well-and core-forming inserts, each bore-forming insert is combined in one pair with an external cutting tool, and each core-forming insert with an internal cutting tool, with the end face and side surface of each insert claimed respectively in the side surface and greater based scoring tool shank of the same pair.

2. The crown according to claim 1, characterized in that in each pair the borehole insert and the external cutting tool are installed in plan at right angles to each other.

3. The crown according to claim 1, characterized in that the bore-forming inserts are installed at an angle to the radius of the crown, and the bore-forming part of the cutting edge is offset in the horizontal plane relative to the core-forming part in the direction of rotation of the crown.