RU2510450C1

RU2510450C1 - Diamond drill crown

Info

Publication number: RU2510450C1
Application number: RU2013103908/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин; Юрий Серафимович Татарчук; Виталий Иванович Титов; Альберт Федорович Гущин; Владимир Федорович Сорокин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-03-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: diamond drill crown includes a housing and a diamond-containing matrix divided with flushing slots into sectors and containing impregnated and intermediate layers, the latter of which has an annular projection interacting with a mating cavity of the impregnated layer. The annular projection of the intermediate layer is made in the form of a sine with amplitude that does not exceed the half width of the matrix; with that, length of each matrix sector comprises at least length of sine wave.

EFFECT: improving crown operating efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна.The invention relates to the field of rock cutting tools, namely to drill bits with diamond weapons for drilling wells with coring.

Известна буровая коронка, включающая корпус, алмазосодержащую матрицу, соединенную с корпусом приварочным слоем и разделенную промывочными пазами на отдельные секторы (см. справочник Корнилов Н.И, Травкин В.С и др. «Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин», М. Недра, 1979 г., с.70-71, рис.11.20а).Known drill bit, comprising a housing, a diamond-containing matrix connected to the housing by a welding layer and divided by washing grooves into separate sectors (see the reference book Kornilov N.I., Travkin V.S. et al. "Rock cutting tool for exploration wells", M. Nedra, 1979, p. 70-71, fig. 11.20a).

Недостатком этой коронки является малая надежность крепления матрицы к корпусу, вследствие чего часто наблюдаются случаи оставления матрицы на забое скважины и как следствие этого снижение проходки и механической скорости бурения.The disadvantage of this crown is the low reliability of fixing the matrix to the body, as a result of which there are often cases of leaving the matrix at the bottom of the well and, as a consequence, a decrease in penetration and mechanical drilling speed.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является алмазная буровая коронка, включающая корпус с матрицей, разделенной промывочными пазами на секторы и содержащей импрегнированный и промежуточный слои, последний из которых выполнен с кольцевым выступом, взаимодействующим с ответной впадиной импрегнированного слоя (см. авт. свид. СССР №267541, кл. Е21В 10/48, 1970 г.)The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a diamond drill bit, which includes a housing with a matrix divided by washing grooves into sectors and containing impregnated and intermediate layers, the last of which is made with an annular protrusion interacting with the reciprocal cavity of the impregnated layer (see. Aut. certificate of the USSR No. 267541, class ЕВВ 10/48, 1970)

К недостаткам данной коронки следует отнести малую стойкость, что связано с неравномерностью пропрессовки матрицы, особенно со стороны внутренней и наружной поверхностей, являющихся наиболее нагруженными. Это снижает надежность крепления матрицы с корпусом, и, как следствие этого, происходит снижение проходки на коронку.The disadvantages of this crown include low resistance, which is associated with the uneven pressing of the matrix, especially from the inner and outer surfaces, which are the most loaded. This reduces the reliability of fixing the matrix with the housing, and, as a result of this, there is a decrease in penetration to the crown.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы коронки путем улучшения надежности крепления матрицы с корпусом.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the crown by improving the reliability of mounting the matrix with the housing.

Указанный технический результат достигается тем, что в алмазной буровой коронке, включающей корпус с алмазосодержащей матрицей, разделенной промывочными пазами на секторы и содержащей импрегнированный и промежуточный слои, последний из которых выполнен с кольцевым выступом, взаимодействующим с ответной впадиной импрегнированного слоя, согласно изобретению кольцевой выступ промежуточного слоя выполнен в виде синусоиды с амплитудой, не превышающей половину ширины матрицы, при этом длина каждого сектора матрицы составляет не менее длины волны синусоиды.The specified technical result is achieved in that in a diamond drill bit, comprising a body with a diamond-containing matrix, divided by washing grooves into sectors and containing impregnated and intermediate layers, the last of which is made with an annular protrusion interacting with the counter cavity of the impregnated layer, according to the invention, an annular protrusion of the intermediate the layer is made in the form of a sinusoid with an amplitude not exceeding half the width of the matrix, while the length of each sector of the matrix is not less than us a wave sine wave.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид коронки со стороны рабочего торца с частичным вырывом; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the crown from the side of the working end with a partial tear; figure 2 is a section aa in figure 1.

Предложенная буровая коронка содержит корпус 1 с матрицей 2, которая разделена промывочными пазами 3 на рабочие секторы 4. Матрица 2 содержит импрегнированный 5 и промежуточный 6 слои, последний из которых выполнен с кольцевым выступом 7, взаимодействующим с ответной впадиной 8 импрегнированного слоя 5. В предложенной коронке кольцевой выступ 7 промежуточного слоя 6 выполнен в виде синусоиды 9 с амплитудой, не превышающей половину ширины матрицы 2, при этом длина каждого сектора 4 матрицы 2 составляет не менее длины волны синусоиды. Благодаря такой форме выполнения выступа 7 обеспечивается более равномерная пропрессовка матрицы по всей ее ширине, что повышает ее плотность и как следствие этого - проходку на коронку и механическую скорость бурения.The proposed drill bit contains a housing 1 with a matrix 2, which is divided by flushing grooves 3 into working sectors 4. The matrix 2 contains impregnated 5 and intermediate 6 layers, the last of which is made with an annular protrusion 7, interacting with the counter cavity 8 of the impregnated layer 5. In the proposed the crown of the annular protrusion 7 of the intermediate layer 6 is made in the form of a sinusoid 9 with an amplitude not exceeding half the width of the matrix 2, while the length of each sector 4 of the matrix 2 is not less than the wavelength of the sinusoid. Due to this form of the protrusion 7, a more uniform pressing of the matrix is ensured over its entire width, which increases its density and, as a consequence, the penetration to the crown and the mechanical drilling speed.

Принцип работы алмазной коронки заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента режущие элементы матрицы 3 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода через пазы 4 удаляется на дневную поверхность. При этом благодаря синусоидной форме выполнения кольцевого выступа 7 обеспечивается равномерная плотность матрицы по всей ширине матрицы 2, что исключает образование аномальных зон разрушения в непропрессованных зонах матрицы и попадание разрушенных частиц матрицы под другие секторы 4 коронки, быстро выводящие ее из строя.The principle of operation of the diamond crown is as follows. Under the action of axial load and torque, the cutting elements of the matrix 3 are embedded in the rock and destroy it. The destroyed rock through the grooves 4 is removed to the surface. Moreover, due to the sinusoidal shape of the annular protrusion 7, the matrix density is uniform over the entire width of the matrix 2, which eliminates the formation of anomalous fracture zones in the unpressed zones of the matrix and the destruction of the destroyed particles of the matrix under other sectors 4 of the crown, quickly putting it out of order.

Таким образом, предложенная конструкция коронки позволяет повысить эффективность работы коронки и тем самым снизить стоимость буровых работ.Thus, the proposed design of the crown allows you to increase the efficiency of the crown and thereby reduce the cost of drilling.

Claims

Diamond drill bit, comprising a housing and a diamond-containing matrix, divided by washing grooves into sectors and containing impregnated and intermediate layers, the last of which is made with an annular protrusion interacting with the counter cavity of the impregnated layer, characterized in that the annular protrusion of the intermediate layer is made in the form of a sinusoid with amplitude not exceeding half the width of the matrix, while the length of each sector of the matrix is not less than the wavelength of the sine wave.