RU2332556C1 - Crown drilling bit - Google Patents
Crown drilling bit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2332556C1 RU2332556C1 RU2007104098/03A RU2007104098A RU2332556C1 RU 2332556 C1 RU2332556 C1 RU 2332556C1 RU 2007104098/03 A RU2007104098/03 A RU 2007104098/03A RU 2007104098 A RU2007104098 A RU 2007104098A RU 2332556 C1 RU2332556 C1 RU 2332556C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inserts
- forming
- central
- core
- crown
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым коронкам, армированным синтетическими алмазами и предназначенными преимущественно для разрушения твердых пород.The invention relates to a rock cutting tool, namely to drill bits reinforced with synthetic diamonds and intended primarily for the destruction of hard rocks.
Известна буровая коронка, включающая корпус и матрицу, разделенную промывочными пазами на отдельные секторы, оснащенные скважинообразующими, центральными и кернообразующими вставками из сверхтвердого материала и защитными элементами, расположенными перед скважино- и кернообразующими вставками (см. авт.св. СССР №625016, кл. Е21В 10/48, 1978 г.).Known drill bit, comprising a housing and matrix, divided by flushing grooves into separate sectors, equipped with borehole, central and core-forming inserts of superhard material and protective elements located in front of the borehole and core-forming inserts (see ed. St. USSR No. 625016, cl. ЕВВ 10/48, 1978).
Недостатком этой коронки является быстрый износ матрицы, что приводит к обнажению алмазных вставок и как следствие этого - к их сколу и выпадению на забой. Связано это с наличием значительного зазора между защитными элементами и рабочими вставками.The disadvantage of this crown is the rapid wear of the matrix, which leads to the exposure of diamond inserts and, as a result, to their cleavage and loss to the face. This is due to the presence of a significant gap between the protective elements and the working inserts.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая коронка, включающая корпус и матрицу, разделенную промывочными пазами на отдельные секторы, оснащенные скважинообразующими, центральными и кернообразующими вставками из сверхтвердого материала и защитными элементами (см. авт.св. СССР №857423, кл. Е21В 10/48, 1981 г.).Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drill bit, comprising a housing and a matrix, divided by flushing grooves into separate sectors, equipped with bore-forming, central and core-forming inserts of superhard material and protective elements (see ed. St. USSR No. 857423, C. E21B 10/48, 1981).
Основным недостатком данной коронки является неравномерный износ вооружения, а именно выход скважино- и кернообразующих вставок при еще работоспособном состоянии центральных вставок. Это объясняется нерациональной схемой размещения вставок на торце коронки. Другим недостатком прототипа является отсутствие центровки коронки, что ведет к радиальному биению матрицы, аномальному ее износу и выпадению синтетических алмазных вставок, особенно при высокооборотном бурении, которое является основным показателем режима бурения для алмазного породоразрушающего инструмента, определяющим эффективность его работы. Так, общепризнано, что скорость бурения алмазным породоразрушающим инструментом прямо пропорциональна частоте вращения бурового вала.The main disadvantage of this crown is the uneven wear of the weapons, namely, the output of the borehole and core-forming inserts while the central inserts are still operational. This is explained by an irrational arrangement of inserts on the end face of the crown. Another disadvantage of the prototype is the lack of centering of the crown, which leads to radial runout of the matrix, its abnormal wear and loss of synthetic diamond inserts, especially during high-speed drilling, which is the main indicator of the drilling mode for a diamond rock cutting tool that determines its efficiency. Thus, it is generally recognized that the drilling speed of a diamond rock cutting tool is directly proportional to the rotational speed of the drill shaft.
В связи с изложенным технической задачей изобретения является повышение эффективности работы коронки путем увеличения ее проходки.In connection with the stated technical objective of the invention is to increase the efficiency of the crown by increasing its penetration.
Поставленная техническая задача решается тем, что в буровой коронке, включающей корпус и матрицу, разделенную промывочными пазами на отдельные секторы, оснащенные скважинообразующими, центральными и кернообразующими вставками из сверхтвердого материала и защитными элементами, согласно изобретению центральные вставки установлены с опережением относительно скважино- и кернообразующих вставок по высоте и по направлению вращения, при этом скважино- и кернообразующие вставки, соответственно dc и dк, установлены с отрицательным углом наклона и имеют одинаковый диаметр, который связан с диаметром центральных вставок dц соотношением: dц=(1,15-1,25)dк.The stated technical problem is solved in that in the drill bit, comprising a housing and a matrix, divided by flushing grooves into separate sectors, equipped with bore-forming, central and core-forming inserts of superhard material and protective elements, according to the invention, the central inserts are installed ahead of the bore-hole and core-forming inserts in height and in the direction of rotation, while the borehole and core-forming inserts, respectively d c and d k , are installed with a negative angle womb and have the same diameter, which is related to the diameter of central inserts d i ratio: d c = (1,15-1,25) d k.
Решению поставленной задачи способствует также и то, что:The solution of the problem also contributes to the fact that:
- центральные вставки размещены на передней грани каждого сектора;- central inserts are placed on the front face of each sector;
- центральные вставки установлены с отрицательным углом наклона от 0 до 90°;- central inserts are installed with a negative angle of inclination from 0 to 90 °;
- центральные вставки коронки смещены в радиальном направлении в сторону скважинообразующих вставок.- the central inserts of the crown are shifted in the radial direction towards the borehole inserts.
Изобретение поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид коронки в продольном разрезе; фиг.2 - вид коронки со стороны рабочего торца; фиг.3, 4 и 5 вид - А, С и В на фиг.2 и фиг.6 - другой вариант размещения вставок.The invention is illustrated by drawings, in which figure 1 depicts a General view of the crown in longitudinal section; figure 2 is a view of the crown from the side of the working end; figure 3, 4 and 5 view - A, C and B in figure 2 and figure 6 is another option for inserting inserts.
Предложенная буровая коронка содержит цилиндрический корпус 1 с матрицей 2, разделенную промывочными пазами 3 на отдельные секторы 4. Каждый сектор 4 армирован скважинообразующими 5, центральными 6 и кернообразующими 7 породоразрушаюшими вставками, при этом диаметры центральных, скважинообразующих и кернообразующих вставок, соответственно dц, dc и dк, связаны соотношением: dц=(1,15-1,25)dк или dс, т.к. диаметры скважино- и кернообразующих вставок 5 и 7 одинаковы. Наружная и внутренняя поверхности матрицы дополнительно армированы защитными элементами 8 из твердого сплава, преимущественно в виде релита. Скважино- и кернообразующие вставки 5 и 7 установлены с отрицательным углом наклона от 0 до 90° и с отставанием относительно центральных вставок 6 по высоте. При такой схеме установки вставок 5, 6 и 7 в центральной части кольцевого забоя образуется кольцевой паз, который центрирует коронку и образует дополнительную плоскость обнажения, при этом центральные вставки 6 испытывают значительные нагрузки и для их усиления используются вставки большего диаметра. Наличие дополнительной плоскости обнажения, образованной центральными вставками 6, способствует снижению энергоемкости процесса разрушения породы и благоприятно сказывается на увеличении как скорости бурения, так и проходки на коронку. Кроме того, смещение скважино- и кернообразующих вставок 5 и 7 относительно центральных вставок 6 по ходу вращения коронки способствует снятию с них динамических нагрузок и повышению их работоспособности. Одновременно с этим расположение вставок 5 и 7 с отрицательным углом наклона повышает и надежность их крепления в матрице 2 благодаря увеличению площади обхвата матричным материалом и способствует более эффективному разрушению благодаря образованию заднего угла резания. Кроме того, при таком расположении вставок 5 и 7 разрушение породы осуществляется боковой поверхностью вставок, которая для стержней из искусственных алмазов является более прочной по сравнению со средней частью. Это также способствует повышению проходки на коронку. Угол наклона вставок 5 и 7 выбирается в зависимости от физико-механических свойств горных пород. При этом для обеспечения равностойкости вставок 5 и 7 величина угла наклона скважинообразующих вставок 5, как наиболее нагруженных, должна быть несколько больше, чем у кернообразующих вставок 7. Другим вариантом выравнивания ресурсов работы вставок 5 и 7 является смещение центральных вставок 6 в радиальном направлении в сторону скважинообразующих вставок 5 при одновременном обеспечении полного перекрытия забоя скважины вставками 5, 6 и 7 (фиг.6). Центральные вставки 6 могут располагаться с отрицательным углом наклона (фиг.3) - преимущественно при бурении по абразивным породам, горизонтально (фиг.4) - при бурении по малоабразивным породам и вертикально (фиг.5) - при бурении по хрупким породам. Схема расположения центральных вставок 6 относительно скважино- и кернообразующих вставок 5 и 7 также определяется физико-механическими свойствами горных пород. В коронках, предназначенных для разбуривания абразивных пород, центральные вставки 6 располагаются на определенном удалении от промывочного паза 3, что предохраняет их от преждевременного выпадения из-за аномального износа матрицы. В коронках, предназначенных для разбуривания твердых трещиноватых пород, центральные вставки 6 располагаются на передней грани промывочного паза 3. Это обеспечивает лучшее охлаждение вставок и отвод сколотых частиц породы непосредственно в промывочный паз 3 с дальнейшим удалением этих частиц в затрубное пространство, минуя торец матрицы 2.The proposed drill bit contains a cylindrical body 1 with a matrix 2, divided by flushing
Принцип работы коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрущающие вставки 5, 6 и 7 совместно с защитными элементами 8 производят разрушение породы и калибровку стенок скважины и керна. При этом благодаря установке центральных вставок 6 с опережением относительно скважино- и кернообразующих вставок 5 и 7 по высоте на забое образуется кольцевой паз, который центрирует коронку, снижая ее радиальное биение. Благодаря образованию ступенчатого забоя скважино- и кернообразующие вставки 5 и 7 работают в более облегченных условиях, что увеличивает ресурс их работы. Этому способствует и снятие с них динамических нагрузок благодаря смещению их относительно центральных вставок 6 в сторону, противоположную направлению вращения коронки. Одновременно с этим образование ступенчатого забоя способствует и уменьшению энергоемкости разрушения породы, что благоприятно сказывается на проходке коронки.The principle of operation of the crown is as follows. Under the action of axial load and torque, the rock cutting inserts 5, 6 and 7 together with the protective elements 8 produce rock destruction and calibration of the walls of the well and core. Moreover, due to the installation of the
В целом это позволяет повысить технико-экономические показатели работы коронок, а именно ресурс их работы, и тем самым снизить стоимость буровых работ.In general, this allows to increase the technical and economic performance of the crowns, namely the resource of their work, and thereby reduce the cost of drilling.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007104098/03A RU2332556C1 (en) | 2007-02-02 | 2007-02-02 | Crown drilling bit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007104098/03A RU2332556C1 (en) | 2007-02-02 | 2007-02-02 | Crown drilling bit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2332556C1 true RU2332556C1 (en) | 2008-08-27 |
Family
ID=46274558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007104098/03A RU2332556C1 (en) | 2007-02-02 | 2007-02-02 | Crown drilling bit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2332556C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU170442U1 (en) * | 2016-11-18 | 2017-04-25 | Владимир Вадимович Калинин | Drill head for horizontal directional drilling |
-
2007
- 2007-02-02 RU RU2007104098/03A patent/RU2332556C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU170442U1 (en) * | 2016-11-18 | 2017-04-25 | Владимир Вадимович Калинин | Drill head for horizontal directional drilling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2389861C2 (en) | Drilling bit | |
CN100507201C (en) | Drill bit, system, and method for drilling a borehole in an earth formation | |
CN107429547B (en) | Drill bit with flushing function | |
US9500036B2 (en) | Single-waterway drill bits and systems for using same | |
US20140131111A1 (en) | Two-centre rotary boring bit and method for deepening an existing well | |
CA2931232A1 (en) | Drill bits having flushing and systems for using same | |
CN210289637U (en) | High anticollision PDC drill bit | |
RU2298077C1 (en) | Crown bit | |
RU2332556C1 (en) | Crown drilling bit | |
RU2473773C1 (en) | Diamond crown bit | |
RU2332555C1 (en) | Crown drilling bit | |
RU170442U1 (en) | Drill head for horizontal directional drilling | |
AU2015244141B2 (en) | Single-waterway drill bits and systems for using same | |
CN209212160U (en) | It is novel to bore PDC cutter composite drill bit again | |
RU2649210C1 (en) | Drilling bit | |
RU2345209C1 (en) | Blade reamer | |
RU2759137C1 (en) | Drilling bit | |
RU2543226C2 (en) | Method for enlargement and reaming of well shaft | |
RU2440480C1 (en) | Diamond drilling bit | |
RU2268348C1 (en) | Drilling bit | |
RU2470135C1 (en) | Drilling bit | |
RU2270317C1 (en) | Annular crown bit | |
SU1086112A1 (en) | Drill crown | |
RU2298079C1 (en) | Drilling bit | |
RU2723779C1 (en) | Rock cutting elements of cutting and cutting-chipping type |