RU2082867C1

RU2082867C1 - Core bit

Info

Publication number: RU2082867C1
Application number: RU92012862A
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Пинчук; Игорь Павлович Мельничук; Николай Митрофанович Панин; Павел Владимирович Перетяка; Лев Николаевич Думкин
Original assignee: Николай Петрович Пинчук; Игорь Павлович Мельничук; Николай Митрофанович Панин; Павел Владимирович Перетяка; Лев Николаевич Думкин
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1997-06-27

Abstract

FIELD: tools for coring by percussion-rotary method. SUBSTANCE: core bit has body with water courses and carbide inserts. Each inserts is trapezoidal in horizontal and front planes. Large bases of trapezia of each insert are located opposite relative to body inner and outer surfaces. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области бурения, а именно к породоразрушающему инструменту для бурения с отбором керна ударно-вращательным способом, преимущественно по трещиноватым породам. The invention relates to the field of drilling, and in particular to a rock cutting tool for drilling with coring using an impact-rotational method, mainly for fractured rocks.

Известна буровая коронка, включающая короночное кольцо с радиальными пазами на торце и закрепленные в них твердосплавные резцы с полуцилиндрическим основанием (см. авт.св. СССР N 149070, кл. E 21 B 10/02, 1960 г.). A drill bit is known, including a core ring with radial grooves at the end and carbide cutters fixed to them with a semi-cylindrical base (see ed. St. USSR N 149070, class E 21 B 10/02, 1960).

Недостатком данной коронки является низкая проходка, связанная с малой надежностью крепления резцов из-за возможности выдавливания их при нанесении ударов. The disadvantage of this crown is the low penetration associated with the low reliability of the attachment of the cutters due to the possibility of extruding them when striking.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, содержащая короночное кольцо с промывочными каналами и закрепленные на его торце твердосплавные резцы с трапецеидальной формой в горизонтальной плоскости (см. Корнилов Н.И. и др. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин, М. Недра, 1979, стр. 209-214). The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drill bit containing a core ring with flushing channels and carbide cutters fixed to its end with a trapezoidal shape in the horizontal plane (see Kornilov N.I. et al. Rock-cutting tool for exploration wells, M. Nedra, 1979, pp. 209-214).

В данной коронке, благодаря использованию трапецеидальной формы резцов, ориентированных большим основанием в сторону скважинообразующей поверхности, исключается вероятность выдавливания резцов в сторону оси коронки. In this crown, due to the use of the trapezoidal shape of the incisors oriented with a large base towards the borehole surface, the probability of extruding the incisors towards the axis of the crown is excluded.

Однако во многих случаях, особенно при бурении по трещиноватым породам, велика вероятность выдавливания резцов в сторону периферии. Кроме того, при бурении по трещиноватым породам износ кернообразуюещей части коронки опережает износ скважинообразующей части. Обе эти задачи не решены в известной коронке, что снижает эффективность ее работы. However, in many cases, especially when drilling through fractured rocks, the chances of extruding the incisors towards the periphery are high. In addition, when drilling through fractured rocks, the wear of the core-forming part of the crown is ahead of the wear of the well-forming part. Both of these tasks are not solved in the well-known crown, which reduces the efficiency of its work.

В связи с этим основной задачей изобретения является повышенные эффективности работы коронки за счет более надежного крепления резцов и повышение их калибрующей способности при бурении как по монолитным так и по трещиноватым породам. In this regard, the main objective of the invention is to increase the efficiency of the crown due to the more reliable fastening of the cutters and increase their calibrating ability when drilling both in monolithic and fractured rocks.

Поставленная задача решается тем, что в буровой коронке, содержащей корпус с промывочными каналами и закрепленные на торце корпуса твердосплавные пластины трапецеидальной формы в горизонтальной плоскости, согласно изобретению каждый резец выполнен трапецеидальной формы и во фронтальной плоскости, при этом большие основания трапеций в горизонтальной и фронтальной плоскостях расположены на противоположных концах резцов основания трапеций с большой длиной в горизонтальной плоскости установлены с чередованием на наружной и внутренней поверхностях, причем длины этих оснований, по крайней мере части резцов, различны. The problem is solved in that in a drill bit containing a housing with flushing channels and carbide plates of a trapezoidal shape mounted in the horizontal plane, fixed according to the invention, each cutter is made of a trapezoidal shape in the frontal plane, with large trapezoid bases in horizontal and frontal planes located at opposite ends of the incisors of the base of the trapezoid with a large length in the horizontal plane mounted alternately on the outer and inner surfaces, the length of these bases, at least part of the cutting edge are different.

Диаметрально противоположное расположение длинных сторон оснований трапеций в горизонтальной и фронтальной плоскостях исключает радиальное смещение резцов как в сторону оси коронки, так и в стороны периферии, что повышает стойкость коронки. The diametrically opposite arrangement of the long sides of the bases of the trapezoid in the horizontal and frontal planes eliminates the radial displacement of the incisors both towards the axis of the crown and the periphery, which increases the resistance of the crown.

Расположение большей длины оснований в горизонтальной плоскости с чередованием на наружной и внутренней поверхности позволяет регулировать калибрующую поверхность кернообразующей части коронок, что имеет решающее значение при бурении по трещиноватым породам для обеспечения равностойкости вооружения коронки. The location of the greater length of the bases in a horizontal plane with alternation on the outer and inner surfaces allows you to adjust the calibrating surface of the core-forming part of the crowns, which is crucial when drilling through fractured rocks to ensure equidistant crown armament.

Выполнение длинных сторон оснований трапеций в горизонтальной плоскости резной длины позволяет регулировать калибрующие способности коронки и обеспечить наиболее оптимальный подбор их соответственно физико-механическими свойствами резбуриваемых пород. The implementation of the long sides of the bases of the trapezoid in the horizontal plane of the carved length allows you to adjust the calibrating ability of the crown and to provide the most optimal selection of their corresponding physical and mechanical properties of the rocks being drilled.

На фиг. 1 изображен общий вид коронки, продольный разрез; на фиг. 2 вид со стороны торца; на фиг. 3 варианты выполнения коронки. In FIG. 1 shows a general view of the crown, a longitudinal section; in FIG. 2 end view; in FIG. 3 crown options.

Коронка включает корпус 1 с промывочными каналами 2 и клиновидные твердосплавные резцы 3 пластинчатой формы, имеющие в плане и во фронтальной плоскости форму трапеций, большие основания 4 и 5 которых расположены в радиальной плоскости коронки диаметрально противоположной, т.е. если основание 4 располагается на наружной поверхности коронки, то основание 5 на внутренней поверхности и наоборот. Опорные основания 6 резцов 2 имеют форму полуцилиндра, а пазы 7 в корпусе 1 под них конгруэнтным формы. The crown includes a housing 1 with flushing channels 2 and wedge-shaped carbide cutters 3 of a plate shape, having a trapezoid shape in plan and in the frontal plane, large bases 4 and 5 of which are located in the radial plane of the crown diametrically opposite, i.e. if the base 4 is located on the outer surface of the crown, then the base 5 on the inner surface and vice versa. The supporting bases 6 of the cutters 2 are in the form of a half cylinder, and the grooves 7 in the housing 1 underneath are congruent in shape.

Известно, что в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород стойкость резцов по радиусу коронки различна. Для обеспечения равностойкости вооружения в заявленной коронке предлагается чередовать расположение больших оснований 4 трапеций в горизонтальной плоскости на наружной и внутренней поверхности коронки (см. фиг. 3). Для решения этой же задачи предлагается менять соотношение между большим и меньшим основаниями трапеций в горизонтальной и вертикальной плоскостях. It is known that, depending on the physicomechanical properties of the drilled rocks, the resistance of the cutters along the radius of the crown is different. To ensure equidistance of weapons in the claimed crown, it is proposed to alternate the location of the large bases of 4 trapezes in a horizontal plane on the outer and inner surfaces of the crown (see Fig. 3). To solve the same problem, it is proposed to change the ratio between the larger and smaller bases of the trapezoid in the horizontal and vertical planes.

В процессе бурения на резцы 3 действуют в радиальном направлении знакопеременные нагрузки. При разбуривании зауженных участков ствола скважины преобладающим являются радиальные усилия, направленные со стороны стенок скважины к центру, а при бурении по трещиноватым породам, особенно при сильной разработке ствола, преобладающими являются радиальные нагрузки, направленные от керна в сторону периферии. Благодаря выполнению резцов 3 трапецеидальной формы в горизонтальной плоскости, в зависимости от схемы расположения большего основания 4 радиальная нагрузка со стороны стенок скважины (фиг. 2) воспринимается через это основание корпусом 1, а усилие со стороны керна - через большее основание 5 трапеции в вертикальной плоскости. In the process of drilling, alternating loads act on the cutters 3 in a radial direction. When drilling narrowed sections of the wellbore, radial forces are predominant, directed from the side of the walls of the well to the center, and when drilling along fractured rocks, especially with strong development of the wellbore, radial loads directed from the core to the periphery are predominant. Due to the implementation of the trapezoidal cutters 3 in the horizontal plane, depending on the arrangement of the larger base 4, the radial load from the side of the well walls (Fig. 2) is perceived through this base by the body 1, and the force from the core through the larger base 5 of the trapezoid in the vertical plane .

На фиг. 3 радиальные нагрузки с каждой стороны воспринимаются корпусом поочередно через большее основание 4 или 5. In FIG. 3 radial loads on each side are perceived by the housing alternately through a larger base 4 or 5.

Учитывая, что износ резцов меняется также и в горизонтальной плоскости (калибрующая способность) предложено менять и соотношение между большими и меньшими основаниями резцов как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях. Это позволит более точно подобрать коронки и в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород и тем самым добиться равностойкости вооружения как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости. Given that the wear of the incisors also changes in the horizontal plane (calibrating ability), it is proposed to change the ratio between the larger and smaller bases of the incisors both in the vertical and horizontal planes. This will make it possible to more accurately select the crowns and, depending on the physicomechanical properties of the drilled rocks, and thereby achieve equidistance of weapons in both the vertical and horizontal planes.

Решение этих задач обеспечит значительное снижение затрат на буровые работы благодаря увеличению стойкости коронок. Solving these problems will provide a significant reduction in drilling costs due to an increase in crown resistance.

Claims

1. A drill bit containing a body with flushing channels and trapezoidal carbide plates fixed to the end of the body in a horizontal plane, characterized in that each cutter is trapezoidal in the frontal plane passing through the axis of the crown and the axis of symmetry of the cutter, with large bases the trapezoid of each incisor is located opposite to the inner and outer surfaces of the body.

2. The crown according to claim 1, characterized in that the base of the trapezium with a greater length in the horizontal plane is mounted alternately on the outer and inner surfaces of the body.

3. The crown according to claim 1, characterized in that the ratio between the smaller and larger bases in the horizontal and frontal planes of the trapezoid is different for at least several incisors.