RU2413833C1 - Drilling tool (its versions) - Google Patents

Drilling tool (its versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2413833C1
RU2413833C1 RU2009144917/03A RU2009144917A RU2413833C1 RU 2413833 C1 RU2413833 C1 RU 2413833C1 RU 2009144917/03 A RU2009144917/03 A RU 2009144917/03A RU 2009144917 A RU2009144917 A RU 2009144917A RU 2413833 C1 RU2413833 C1 RU 2413833C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shank
working head
sleeve
rock
housing
Prior art date
Application number
RU2009144917/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Митрофанович Панин (RU)
Николай Митрофанович Панин
Михаил Анатольевич Чувилин (RU)
Михаил Анатольевич Чувилин
Виктор Михайлович Кононов (RU)
Виктор Михайлович Кононов
Вячеслав Геннадьевич Смирнов (RU)
Вячеслав Геннадьевич Смирнов
Игорь Вячеславович Смирнов (RU)
Игорь Вячеславович Смирнов
Original Assignee
Николай Митрофанович Панин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Митрофанович Панин filed Critical Николай Митрофанович Панин
Priority to RU2009144917/03A priority Critical patent/RU2413833C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2413833C1 publication Critical patent/RU2413833C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: drilling tool includes housing with blind holes, rock cutting bits with working head and shank, which are fixed in holes of the housing by means of bushing. Bushing has longitudinal cut and is installed so that it can contact the lower edge of working head the diametre of which is more than diametre of shank; at that, length of bushing is less than that of shank. As per the first version, bushings have inner taper surface corresponding to outer surface of shank of rock cutting bit, and as per the other version the bushing has outer taper surface corresponding to side surface of blind holes of the housing. At that, contact surfaces of lower edge of working head of rock cutting bit and upper edge of bushing are made in the form of cone.
EFFECT: increasing efficiency of drilling operations owing to more reliable fixture of bits.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к породоразрушающему инструменту большого диаметра с твердосплавным или синтетическим алмазным вооружением.The invention relates to the field of mining, in particular to a rock cutting tool of large diameter with carbide or synthetic diamond weapons.

Известен породоразрушающий орган, содержащий корпус, вставку, износосостойкий зубок с рабочей головкой и ступенчатым хвостовиком (авт. св. СССР №909100, кл. E21B 10/16, 1980 г.).Known rock-breaking body containing a housing, an insert, a wear-resistant tooth with a working head and a stepped shank (ed. St. USSR No. 909100, class E21B 10/16, 1980).

Недостатком данного инструмента является малая эффективность его работы при бурении по пластичным породам и значительный расход твердого сплава из-за невозможности использования по техническим причинам зубков малого диаметра для создания плотной армировки рабочей части инструмента, необходимой для разбуривания крепких пород.The disadvantage of this tool is the low efficiency of its operation when drilling in plastic formations and a significant consumption of hard alloy due to the impossibility of using small diameter teeth for technical reasons to create a dense reinforcement of the working part of the tool necessary for drilling hard rocks.

Известен также буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями, породоразрушающие зубки с рабочей головкой и ступенчатым хвостовиком, закрепленные в отверстиях корпуса посредством втулок, установленных между боковыми стенками отверстий и породоразрушающих зубков (авт. св. СССР №1033691, кл. E21B 10/16, 1982 г.).Also known is a drilling tool containing a housing with holes, rock cutting teeth with a working head and a stepped shank, fixed in the holes of the housing through bushings installed between the side walls of the holes and rock cutting teeth (ed. St. USSR No. 1033691, class E21B 10/16, 1982).

Недостатком данного инструмента является малая эффективность его работы при разбуривании пород со слабовыраженной хрупкостью. Это связано с использованием зубков со сферической рабочей головкой, которые успешно работают по крепким и хрупким породам. Использование же зубков с рабочей головкой асимметричной формы или с клиновидной режущей кромкой в предложенном буровом инструменте не может дать положительного эффекта из-за отсутствия узла фиксации зубка от проворота. Последнее связано с тем, что на зубки с асимметричной или клиновидной рабочей головкой постоянно действуют усилия, стремящиеся развернуть рабочую головку зубков таким образом, чтобы их режущая кромка занимала положение, перпендикулярное направлению вращения породоразрушающего инструмента. В то же время известно, что проворот зубков снижает надежность их крепления и, как следствие этого, ведет к выпадению зубков, что снижает проходку и механическую скорость бурения. Кроме того, оставление зубков на забое скважины требует проведения дополнительных материальных и трудовых затрат на очистку забоя, причем эти затраты резко увеличиваются с ростом глубины скважины.The disadvantage of this tool is the low efficiency of its work when drilling rocks with weakly expressed brittleness. This is due to the use of teeth with a spherical working head, which successfully work on strong and brittle rocks. The use of teeth with a working head of an asymmetric shape or with a wedge-shaped cutting edge in the proposed drilling tool cannot give a positive effect due to the lack of a node for fixing the tooth from rotation. The latter is due to the fact that the teeth with an asymmetric or wedge-shaped working head are constantly subjected to forces trying to expand the working head of the teeth so that their cutting edge occupies a position perpendicular to the direction of rotation of the rock cutting tool. At the same time, it is known that the rotation of the teeth reduces the reliability of their attachment and, as a consequence, leads to the loss of teeth, which reduces the penetration and the mechanical drilling speed. In addition, leaving teeth on the bottom of the well requires additional material and labor costs for cleaning the bottom, and these costs increase sharply with increasing depth of the well.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями, породоразрушающие зубки с рабочей головкой и хвостовиком, закрепленные в отверстиях корпуса посредством втулок, установленных между боковыми стенками отверстий и породоразрушающих зубков (патент РФ №2273714, E21B 10/16, 2006 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a drilling tool containing a housing with holes, rock cutting teeth with a working head and shank, fixed in the holes of the housing through bushings installed between the side walls of the holes and rock cutting teeth (RF patent No. 2273714, E21B 10/16 , 2006).

В указанном патенте решен вопрос о надежности крепления зубков путем использования специальных фиксаторов. Однако использование специальных фиксаторов и двух втулок для каждого породоразрушающего зубка ведет к удорожанию бурового инструмента в целом из-за усложнения его конструкции.In this patent, the issue of the reliability of the attachment of the teeth by using special clamps is resolved. However, the use of special clamps and two bushings for each rock-cutting clove leads to an increase in the cost of the drilling tool as a whole due to the complexity of its design.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и снижение стоимости бурового инструмента при одновременном сохранении эффективности его работы.In connection with the stated technical result of the invention is to simplify the design and reduce the cost of the drilling tool while maintaining its efficiency.

Достижение поставленного технического результата по первому варианту обеспечивается тем, что в буровом инструменте, содержащем корпус с отверстиями, породоразрушающие зубки с рабочей головкой и хвостовиком, каждый из которых закреплен в отверстии корпуса посредством втулки, установленной между боковыми стенками отверстия и породоразрушающим зубком, согласно изобретению, породоразрушающие зубки выполнены с рабочей головкой большого диаметра по сравнению с диаметром хвостовика, а втулки выполнены с коническим внутренним каналом и продольным разрезом и установлены на хвостовике породоразрушающих зубков с возможностью контакта с нижним торцом рабочей головки, при этом длина втулки меньше длины хвостовика, наружная поверхность которого имеет коническую форму, соответствующую конической поверхности отверстия втулки.The achievement of the technical result according to the first embodiment is ensured by the fact that in a drilling tool comprising a body with holes, rock cutting teeth with a working head and shank, each of which is fixed in the hole of the housing by means of a sleeve installed between the side walls of the hole and the rock cutting tooth, according to the invention, rock-cutting teeth are made with a working head of a large diameter compared to the diameter of the shank, and the bushings are made with a conical inner channel, etc. in a single cut and mounted on the shank of rock-cutting teeth with the possibility of contact with the lower end of the working head, while the length of the sleeve is less than the length of the shank, the outer surface of which has a conical shape corresponding to the conical surface of the hole of the sleeve.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, содержащем корпус с отверстиями, породоразрушающие зубки с рабочей головкой и хвостовиком, каждый из которых закреплен в отверстии корпуса посредством втулки, установленной между боковыми стенками отверстия и породоразрушающим зубком, согласно изобретению, породоразрушающие зубки выполнены с рабочей головкой большого диаметра по сравнению с диаметром хвостовика, а втулки выполнены с конической наружной поверхностью и продольным разрезом и установлены на хвостовике породоразрушающих зубков с возможностью контакта с нижним торцом рабочей головки, при этом длина втулки меньше длины хвостовика, а боковые стенки отверстий в корпусе имеют коническую форму, соответствующую конической поверхности втулки.According to the second embodiment, the technical result is achieved by the fact that in a drilling tool comprising a housing with holes, rock cutting teeth with a working head and shank, each of which is fixed in the housing hole by means of a sleeve installed between the side walls of the hole and the rock cutting tooth, according to the invention, rock cutting the teeth are made with a working head of a large diameter compared to the diameter of the shank, and the bushings are made with a conical outer surface and a longitudinal section and mounted on the shank of the rock cutting teeth with the possibility of contact with the lower end of the working head, while the length of the sleeve is less than the length of the shank, and the side walls of the holes in the housing have a conical shape corresponding to the conical surface of the sleeve.

Дополнительно достижению указанного технического результата способствует также и то, что контактирующие поверхности нижнего торца рабочей головки породоразрушающего зубка и верхнего торца втулки выполнены в виде конуса.In addition, the achievement of the specified technical result is also facilitated by the fact that the contacting surfaces of the lower end of the working head of the rock cutting tooth and the upper end of the sleeve are made in the form of a cone.

На фиг.1 изображен фрагмент бурового инструмента в разрезе в соответствии с вариантом 1; на фиг.2 - то же по второму варианту выполнения бурового инструмента; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 shows a fragment of a drilling tool in the context in accordance with option 1; figure 2 is the same in the second embodiment of the drilling tool; figure 3 is a section aa in figure 1.

Буровой инструмент содержит корпус 1 с глухими отверстиями 2, в которых установлены породоразрушающие зубки 3 с рабочей головкой 4 и хвостовиком 5. Каждый из зубков 3 закреплен в отверстии 2 корпуса 1 посредством втулки 6, установленной между боковыми стенками отверстия 2 и породоразрушающим зубком 3. Рабочая головка 4 породоразрушающего зубка 3 имеет больший диаметр по сравнению с диаметром хвостовика 5 и в процессе работы постоянно контактирует с верхним торцом втулки 6. Последняя выполнена по всей длине с продольным разрезом 7 и имеет длину меньше длины хвостовика 5, что обеспечивает возможность осевого перемещения втулки 6 на некоторую величину. По одному из вариантов наружная поверхность хвостовика 5 имеет коническую форму, соответствующую конической поверхности отверстия 2 втулки 6 (см. фиг.1). В этом случае наружная поверхность втулки 6 и контактирующая с ней боковая поверхность отверстия 2 корпуса 1 имеют цилиндрическую форму. По другому варианту хвостовик 5 породоразрушающего зубка 3 имеет цилиндрическую форму, как и контактирующая с ней внутренняя поверхность втулки 6. В этом случае наружная поверхность втулки 6 и боковая поверхность отверстия 2 корпуса 1 имеют коническую форму (см. фиг.2).The drilling tool comprises a housing 1 with blind holes 2, in which rock-cutting teeth 3 are installed with a working head 4 and a shank 5. Each of the teeth 3 is fixed in the hole 2 of the housing 1 by means of a sleeve 6 mounted between the side walls of the hole 2 and the rock-cutting tooth 3. Working the head 4 of the rock cutting tooth 3 has a larger diameter compared to the diameter of the shank 5 and in the process of operation is constantly in contact with the upper end of the sleeve 6. The latter is made along the entire length with a longitudinal section 7 and has a length of less than the length of the shank 5, which allows axial movement of the sleeve 6 by a certain amount. In one embodiment, the outer surface of the shank 5 has a conical shape corresponding to the conical surface of the hole 2 of the sleeve 6 (see figure 1). In this case, the outer surface of the sleeve 6 and the side surface of the opening 2 of the housing 1 in contact with it are cylindrical. In another embodiment, the shank 5 of the rock cutting tooth 3 has a cylindrical shape, as well as the inner surface of the sleeve 6 in contact with it. In this case, the outer surface of the sleeve 6 and the side surface of the hole 2 of the housing 1 are conical (see FIG. 2).

Принцип работы бурового инструмента заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие зубки 3 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится с забоя промывочной жидкостью или сжатым воздухом, обеспечивая работу породоразрушающих зубков 6 по чистому забою, что значительно повышает эффективность их работы. В процессе работы осевая нагрузка, действующая на породоразрушающий зубок 3, передается через его рабочую головку 4 на разрезную втулку 6, которая находится в постоянном контакте с породоразрушающим зубком 3. При этом благодаря выполнению втулки 6 с продольным разрезом 7 по всей ее длине она имеет возможность радиального перемещения. Это позволяет выбрать образующийся под действием осевых нагрузок зазор между боковыми стенками отверстий 2 и втулок 6, а также между породоразрушающим зубком 3 и втулкой 6 в зависимости от формы выполнения их контактирующих поверхностей. Тем самым достигается плотный обхват хвостовика 5 разрезной втулкой 6 и надежная фиксация породоразрушающего зубка от выпадения. Для повышения надежности передачи осевой нагрузки от рабочей головки 4 зубка 3 на втулку 6 контактирующая поверхность их выполняется в виде конуса 8. Кроме того, это позволяет исключить скол рабочей головки 4 породоразрушающего зубка 3, который выполняется, как правило, из твердого сплава или синтетического алмаза, имеющих незначительную прочность на изгиб.The principle of operation of the drilling tool is as follows. Under the influence of axial load and torque, rock-cutting teeth 3 are introduced into the rock and destroy it. The destroyed rock is removed from the bottom by washing liquid or compressed air, ensuring the work of the rock-cutting teeth 6 in the clean bottom, which significantly increases the efficiency of their work. In the process, the axial load acting on the rock cutting tooth 3 is transmitted through its working head 4 to the split sleeve 6, which is in constant contact with the rock cutting tooth 3. Moreover, due to the implementation of the sleeve 6 with a longitudinal section 7 along its entire length, it has the ability radial displacement. This allows you to choose the gap formed under the action of axial loads between the side walls of the holes 2 and the bushings 6, as well as between the rock cutting tooth 3 and the sleeve 6, depending on the form of execution of their contacting surfaces. This ensures a tight girth of the shank 5 with a split sleeve 6 and reliable fixation of the rock-cutting clove from falling out. To increase the reliability of the axial load transfer from the working head 4 of the clove 3 to the sleeve 6, their contact surface is made in the form of a cone 8. In addition, this eliminates the cleavage of the working head 4 of the rock-cutting clove 3, which is usually made of hard alloy or synthetic diamond having slight bending strength.

Таким образом, применение предложенного бурового инструмента повышает эффективность разрушения породы за счет более надежной фиксации зубков инструмента от выпадения.Thus, the use of the proposed drilling tool increases the efficiency of rock destruction due to more reliable fixation of the teeth of the tool from falling out.

Claims (4)

1. Буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями, породоразрушающие зубки с рабочей головкой и хвостовиком, каждый из которых закреплен в отверстии корпуса посредством втулки, установленной между боковыми стенками отверстия и породоразрушающим зубком, отличающийся тем, что породоразрушающие зубки выполнены с рабочей головкой большого диаметра по сравнению с диаметром хвостовика, а втулки выполнены с конической внутренней поверхностью и продольным разрезом и установлены на хвостовике породоразрушающих зубков с возможностью контакта с нижним торцом рабочей головки, при этом длина втулки меньше длины хвостовика, наружная поверхность которого имеет коническую форму, соответствующую конической поверхности отверстия втулки.1. Drilling tool containing a housing with holes, rock cutting teeth with a working head and shank, each of which is fixed in the hole of the housing by means of a sleeve installed between the side walls of the hole and rock cutting teeth, characterized in that the rock cutting teeth are made with a large diameter working head compared with the shank diameter, and the bushings are made with a conical inner surface and a longitudinal section and are mounted on the shank of the rock-cutting teeth with the possibility of con tact with the lower end of the working head, while the length of the sleeve is less than the length of the shank, the outer surface of which has a conical shape corresponding to the conical surface of the hole of the sleeve. 2. Буровой инструмент по п.1, отличающийся тем, что контактирующие поверхности нижнего торца рабочей головки породоразрушающего зубка и верхнего торца втулки выполнены в виде конуса.2. The drilling tool according to claim 1, characterized in that the contacting surfaces of the lower end of the working head of the rock cutting tooth and the upper end of the sleeve are made in the form of a cone. 3. Буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями, породоразрушающие зубки с рабочей головкой и хвостовиком, каждый из которых закреплен в отверстии корпуса посредством втулки, установленной между боковыми стенками отверстия и породоразрушающим зубком, отличающийся тем, что породоразрушающие зубки выполнены с рабочей головкой большого диаметра по сравнению с диаметром хвостовика, а втулки выполнены с конической наружной поверхностью и продольным разрезом и установлены на хвостовике породоразрушающих зубков с возможностью контакта с нижним торцом рабочей головки, при этом длина втулки меньше длины хвостовика, а боковые стенки отверстий в корпусе имеют коническую форму, соответствующую конической поверхности втулки.3. A drilling tool comprising a housing with holes, rock cutting teeth with a working head and a shank, each of which is fixed in the hole of the housing through a sleeve installed between the side walls of the hole and the rock cutting tooth, characterized in that the rock cutting teeth are made with a large diameter working head compared with the shank diameter, and the bushings are made with a conical outer surface and a longitudinal section and are mounted on the shank of rock-cutting teeth with the possibility of cont kta with the lower end of the working head, while the length of the sleeve is less than the length of the shank, and the side walls of the holes in the housing have a conical shape corresponding to the conical surface of the sleeve. 4. Буровой инструмент по п.3, отличающийся тем, что контактирующие поверхности нижнего торца рабочей головки породоразрушающего зубка и верхнего торца втулки выполнены в виде конуса. 4. The drilling tool according to claim 3, characterized in that the contacting surfaces of the lower end of the working head of the rock cutting tooth and the upper end of the sleeve are made in the form of a cone.
RU2009144917/03A 2009-12-04 2009-12-04 Drilling tool (its versions) RU2413833C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144917/03A RU2413833C1 (en) 2009-12-04 2009-12-04 Drilling tool (its versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144917/03A RU2413833C1 (en) 2009-12-04 2009-12-04 Drilling tool (its versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2413833C1 true RU2413833C1 (en) 2011-03-10

Family

ID=46311157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009144917/03A RU2413833C1 (en) 2009-12-04 2009-12-04 Drilling tool (its versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2413833C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536901C2 (en) * 2013-04-23 2014-12-27 Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш") Diamond drill bit with mechanical attachment of cutters
RU2568197C1 (en) * 2014-12-18 2015-11-10 Николай Митрофанович Панин Drilling bit and method of fastening of its inserts
RU2567560C1 (en) * 2014-12-02 2015-11-10 Николай Митрофанович Панин Roller bit (versions)
RU2581171C1 (en) * 2015-06-22 2016-04-20 Николай Митрофанович Панин Drilling tools
RU170170U1 (en) * 2016-11-01 2017-04-18 Новоселова Татьяна Леонидовна DRILLING TOOL ASSEMBLY

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536901C2 (en) * 2013-04-23 2014-12-27 Открытое акционерное общество "Волгабурмаш" (ОАО "Волгабурмаш") Diamond drill bit with mechanical attachment of cutters
RU2567560C1 (en) * 2014-12-02 2015-11-10 Николай Митрофанович Панин Roller bit (versions)
RU2568197C1 (en) * 2014-12-18 2015-11-10 Николай Митрофанович Панин Drilling bit and method of fastening of its inserts
RU2581171C1 (en) * 2015-06-22 2016-04-20 Николай Митрофанович Панин Drilling tools
RU170170U1 (en) * 2016-11-01 2017-04-18 Новоселова Татьяна Леонидовна DRILLING TOOL ASSEMBLY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4954542B2 (en) Drilling rod, drilling bit and drilling tool
RU2413833C1 (en) Drilling tool (its versions)
GB2534370A (en) A cutting element for a drill bit
RU2415249C1 (en) Drill tool (versions)
RU2410519C1 (en) Method of securing teeth in drill tool
US2239461A (en) Rock boring bit
RU2359100C1 (en) Bore bit (versions)
RU2473773C1 (en) Diamond crown bit
US20150308199A1 (en) Rock bit tip and rock bit
RU2494217C1 (en) Boring tool
US3326308A (en) Well drilling bit
RU2635671C1 (en) Rock-breaking tool
RU2635672C1 (en) Rock-breaking tool
RU2635669C1 (en) Rock-breaking tool
RU131408U1 (en) BIT
RU2279524C1 (en) Rock cutting tool
RU2270317C1 (en) Annular crown bit
RU2287658C1 (en) Crown bit
RU2543769C1 (en) Hard-alloy insert
RU2470135C1 (en) Drilling bit
RU2481459C1 (en) Rock-destroying tool (versions)
RU2471957C1 (en) Diamond crown bit
RU2306401C1 (en) Tool for breaking rock
RU2389858C1 (en) Rolling drilling bit
CN210033296U (en) External thread ball tooth bore bit