RU2359103C1

RU2359103C1 - Circular bore bit

Info

Publication number: RU2359103C1
Application number: RU2007146128/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Яковлевич Третьяк (RU); Александр Яковлевич Третьяк; Сергей Львович Трещев (RU); Сергей Львович Трещев; Юрий Федорович Литкевич (RU); Юрий Федорович Литкевич; Андрей Эдуардович Богданов (RU); Андрей Эдуардович Богданов; Валерий Паулевич Шпехт (RU); Валерий Паулевич Шпехт; Александр Александрович Третьяк (RU); Александр Александрович Третьяк; Виктор Андреевич Начаркин (RU); Виктор Андреевич Начаркин
Original assignee: Александр Яковлевич Третьяк; Сергей Львович Трещев; Юрий Федорович Литкевич; Андрей Эдуардович Богданов; Валерий Паулевич Шпехт; Александр Александрович Третьяк; Виктор Андреевич Начаркин
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2009-06-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention refers to bore bits designed for boring holes with coring in fractured and alternating in hardness rock at deposit survey for hard minerals and water. The circular bore bit consists of a case with an attachment thread; by means of watercourses the case is divided into sectors, which are equipped with cutting teeth on their end surfaces; the cutting teeth are reinforced with diamond-hard alloyed plates. The sectors are arranged in steps and they form a stepped shape of face; side trailing cutting element made out of diamond-hard alloyed plates operate on this face in a semi-blocked manner. The cutting elements from the side of end surface are arranged with negative front angles to surface of borehole face, which facilitates their self-sharpening.

EFFECT: self-sharpening, reliability and long operation life of bore bit.

7 dwg

Description

Изобретение относится коронкам, предназначенным для бурения скважин с отбором керна по трещиноватым и перемежающимся по твердости породам при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду.The invention relates to crowns intended for drilling wells with coring for fractured and intermittent hardness rocks during exploration of deposits for solid minerals and water.

Известна буровая коронка с прорезями в нижней части, разделяющими ее на рабочие секторы, расположенные ступенчато, при этом опережающие секторы армированы менее износостойкими породоразрушающими элементами (Патент РФ №2268348, опубликовано 20.01.06, МПК Е21В 10/48).Known drill bit with slots in the lower part, dividing it into working sectors, located in steps, while the leading sectors are reinforced with less wear-resistant rock cutting elements (RF Patent No. 2268348, published on 01.20.06, IPC Е21В 10/48).

Недостатком этой коронки является несоизмеримость на порядки износостойкости армирующих элементов при проходке твердых и абразивных пород, когда армировка опережающих секторов изнашивается, и образующиеся площадки затупления не позволяют продолжать эффективное бурение.The disadvantage of this crown is the incommensurability by orders of magnitude of the wear resistance of the reinforcing elements when sinking hard and abrasive rocks, when the reinforcing of the leading sectors wear out, and the resulting blunting areas do not allow continued effective drilling.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является алмазная буровая коронка, содержащая корпус с матрицей, разделенной промывочными каналами на секторы, у которой концентрические породоразрушающие элементы с торцевой поверхности снабжены резцами из сверхтвердого композитного материала, установленными по дуге секторов и дискретно с шагом, уменьшающимся от периферии к центру коронки (Патент РФ №2257458, опубликовано 20.02.05, МПК Е21В 10/48).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a diamond drill bit containing a housing with a matrix divided by washing channels into sectors, in which concentric rock-cutting elements from the end surface are equipped with cutters of superhard composite material mounted on an arc of sectors and discretely in increments, decreasing from the periphery to the center of the crown (RF Patent No. 2257458, published 02.20.05, IPC Е21В 10/48).

Недостатком этой коронки является низкая скорость проходки вследствие режуще -истирающего способа разрушения породы.The disadvantage of this crown is the low penetration rate due to the cutting-abrasive method of rock destruction.

Указанная коронка выбрана в качестве прототипа.The specified crown is selected as a prototype.

Задачей изобретения является повышение скорости проходки и ресурса коронки за счет того, что в кольцевой буровой коронке режущего типа, содержащей корпус с присоединительной резьбой, разделенной промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены резцами, резцы выполнены в виде секторов, армированных алмазно-твердосплавными пластинами, и имеют отрицательные передние углы β₁, β₂ в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы β₃ к торцевой поверхности забоя скважины, что обеспечивает их самозатачиваемость, так как твердосплавная основа изнашивается быстрее алмазного слоя, образуя задний угол α у режущей пластины.The objective of the invention is to increase the speed of penetration and resource of the crown due to the fact that in the annular drill bit of the cutting type, comprising a housing with a connecting thread, divided by washing channels into sectors, which are equipped with cutters from the end surface, the cutters are made in the form of sectors reinforced with diamond carbide plates, and have negative rake angles β _1, β ₂ in terms of the lateral surfaces of the inner and outer cutting and negative rake angles β ₃ by the end surface of the well bottom, that bespechivaet samozatachivaemost them, as a basis carbide wears quickly diamond layer, forming a relief angle α at the cutting insert.

На фиг.1 приведен общий вид буровой коронки сбоку, на фиг.2 - вид со стороны торцевой поверхности, на фиг 3. приведен разрез А-А, на фиг.4 - разрез I-I, на фиг.5 - разрез II-II, на фиг.6 - разрез III-III, на фиг.7 - показан вид поверхности резания ступенчатого забоя.Figure 1 shows a General view of the drill bit from the side, figure 2 is a side view of the end surface, figure 3. shows a section aa, figure 4 - section II, figure 5 - section II-II, Fig.6 is a section III-III, Fig.7 shows a view of the cutting surface of a stepped face.

Кольцевая буровая коронка режущего типа содержит корпус 1 с присоединительной резьбой, разделена промывочными каналами 2 на секторы 3, которые с торцевой поверхности 4 снабжены резцами 5,6, 7, резцы 5, 6, 7 выполнены в виде секторов, армированных алмазно-твердосплавными пластинами, и имеют отрицательные передние углы β₁, β₂ в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы β₃ к торцевой поверхности забоя скважины.The annular drill bit of the cutting type contains a housing 1 with a connecting thread, divided by flushing channels 2 into sectors 3, which are provided with cutters 5,6, 7 from the end surface 4, cutters 5, 6, 7 are made in the form of sectors reinforced with diamond carbide plates, and have negative rake angles β ₁ , β ₂ in plan to the lateral internal and external cutting surfaces and negative rake angles β ₃ to the end surface of the bottom hole.

Кольцевая буровая коронка работает следующим образом.An annular drill bit operates as follows.

При вращении, передаваемом от става бурового станка (не показан), коронка при соприкосновении с забоем скважины разрушает его за счет того, что опережающий режущий элемент 5, установленный с отрицательным передним углом β₃, прорезает канал глубиной h, создавая благоприятные условия резания для отстающих режущих элементов 6 и 7. Отстающие режущие элементы 6 и 7, установленные с отрицательными передними углами β₁, β₂ в диаметральной плоскости, обрабатывают керн и стенку скважины соответственно. При резании твердых пород происходит изнашивание режущих элементов 5, 6, 7, при этом изнашивание твердосплавной основы превышает изнашивание алмазного слоя в десятки раз, за счет чего формируется задний угол α и резец остается острым и может продолжать резание породы с толщиной стружки h. При длительном сохранении геометрических параметров у режущих элементов скорость бурения не уменьшается, чем и достигается задача изобретения.During rotation transmitted from the drill rig (not shown), the crown, when in contact with the bottom of the well, destroys it due to the fact that the leading cutting element 5, installed with a negative rake angle β ₃ , cuts the channel with a depth of h, creating favorable cutting conditions for the lagging cutting elements 6 and 7. Lagging cutting elements 6 and 7, installed with negative rake angles β ₁ , β ₂ in the diametrical plane, process the core and the wall of the well, respectively. When cutting hard rocks, the wear of the cutting elements 5, 6, 7 occurs, while the wear of the carbide base exceeds the wear of the diamond layer by a factor of tens, due to which the back angle α is formed and the cutter remains sharp and can continue to cut the rock with chip thickness h. With long-term preservation of the geometric parameters of the cutting elements, the drilling speed does not decrease, which is what the objective of the invention is achieved.

Claims

An annular drill bit of cutting type, comprising a housing with a connecting thread, divided by flushing channels into sectors that are equipped with cutters from the end surface, characterized in that the cutters are reinforced with diamond carbide inserts and have negative rake angles in relation to the lateral internal and external cutting surfaces and negative rake angles to the bottom face of the well.