RU2543766C1

RU2543766C1 - Drill tool

Info

Publication number: RU2543766C1
Application number: RU2014106568/03A
Authority: RU
Inventors: Виталий Игоревич Кремлев; Олег Николаевич Исаев; Владимир Федорович Сорокин; Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-03-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: drill tool comprises a housing with channels for cleaning agent reinforced with hollow hard-alloy inserts with working heads, the cavities of which are interconnected with the housing channels. The internal surface of the working head has wedge-shaped ledges located at sharp angle to the diametrical plane of the working head. The axial channel of cavity of each insert has a helical shape. The tilt angle of wedge-shaped ledges in the working head cavity is aligned with the direction of spiral channels. Apexes of wedge-shaped ledges in a cross section have a rounded shape.

EFFECT: increase of overall performance of the drill tool.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками.The invention relates to a rock cutting tool reinforced with carbide inserts.

Известен буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки с цилиндрическим хвостовиком и режущими кромками (см. Учебник для вузов. Гетопанов В.Н., Гудилин Н.С., Чугреев Л.И. Горные и транспортные и комплексы. М.: Наука, 1991, стр.167, рис.5, 6).A well-known drilling tool containing a housing with holes for carbide inserts with a cylindrical shank and cutting edges (see. Textbook for high schools. Getopanov VN, Gudilin NS, Chugreev LI Mountain and transport and complexes. M: Science, 1991, p. 167, Fig. 5, 6).

Основным недостатком данного бурового инструмента является малый ресурс работы, связанный с быстрым выходом из строя его лезвий, являющихся концентраторами напряжений.The main disadvantage of this drilling tool is a small service life associated with the rapid failure of its blades, which are stress concentrators.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент, включающий корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками, полости которых сообщены с каналами корпуса (авторское свидетельство СССР №308189, кл. Е21В 10/60, 1971).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drilling tool, comprising a housing with channels for the cleaning agent, reinforced with hollow carbide inserts, the cavities of which are communicated with the channels of the housing (USSR author's certificate No. 308189, class E21B 10/60, 1971).

В данном буровом инструменте благодаря выполнению вставок со сквозными осевыми каналами обеспечивается лучшее охлаждение рабочих кромок твердосплавных вставок и сравнительно быстрое удаление шлама из под торца вставок.In this drilling tool, thanks to the implementation of inserts with through axial channels, better cooling of the working edges of carbide inserts and a relatively quick removal of sludge from under the end faces of the inserts are provided.

Недостатком данного бурового инструмента является сравнительно высокая энергоемкость процесса разрушения породы, что связано с нерациональной формой рабочих торцов вставок и вероятностью закупоривания их осевых каналов разрушенной породой. А это ведет к снижению механической скорости бурения и проходки на буровую коронку.The disadvantage of this drilling tool is the relatively high energy intensity of the rock destruction process, which is associated with the irrational shape of the working ends of the inserts and the likelihood of clogging of their axial channels with the destroyed rock. And this leads to a decrease in the mechanical speed of drilling and sinking to the drill bit.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы бурового инструмента.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the drilling tool.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, включающим корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками с рабочими головками, полости которых сообщены с каналами корпуса, согласно изобретению на внутренней поверхности рабочей головки выполнены клиновидные выступы, расположенные под острым углом к диаметральной плоскости рабочей головки, при этом осевой канал полости каждой вставки имеет винтообразную форму, причем угол наклона клиновидных выступов в полости рабочей головки совмещен с направлением винтообразных каналов.The specified technical result is achieved by the fact that in the drilling tool, comprising a housing with channels for a cleaning agent, reinforced with hollow carbide inserts with working heads, the cavities of which are in communication with the channels of the housing, according to the invention, wedge-shaped protrusions are made on the inner surface of the working head located at an acute angle to the diametrical plane of the working head, while the axial channel of the cavity of each insert has a helical shape, and the angle of inclination of the wedge-shaped protrusions in the cavity of the working th head is aligned with the direction of the helical channels.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что вершины клиновидных выступов в поперечном сечении имеют закругленную форму.The achievement of the specified technical result also contributes to the fact that the tops of the wedge-shaped protrusions in the cross section have a rounded shape.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид бурового инструмента; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - фрагмент твердосплавной вставки в увеличенном масштабе.The invention is illustrated in the drawing, where Fig.1 shows a General view of the drilling tool; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a fragment of a carbide insert on an enlarged scale.

Предложенный буровой инструмент включает корпус 1 (см. фиг.1) с каналами 2 для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками 3 с рабочими головками 4 в форме полутора, полости 5 которых сообщены с каналами 2 корпуса 1. Каждая твердосплавная вставка 3 снабжена направляющим элементом для очистного агента, выполненным, например, в виде винтообразного канала 6 или съемного шнека (не показано). На внутренней поверхности рабочей головки 4 выполнены клиновидные выступы 7, расположенные под острым углом - α к диаметральной плоскости рабочей головки 4, при этом осевой канал 6 каждой вставки 3 имеет винтообразную форму, причем угол наклона клиновидных выступов 7 в полости рабочей головки 4 совмещен с направлением винтообразных каналов 6.The proposed drilling tool includes a housing 1 (see Fig. 1) with channels 2 for the cleaning agent, reinforced with hollow carbide inserts 3 with working heads 4 in the form of one and a half cavities 5 of which are in communication with the channels 2 of the housing 1. Each carbide insert 3 is provided with a guide element for the cleaning agent, made, for example, in the form of a helical channel 6 or a removable screw (not shown). On the inner surface of the working head 4 there are wedge-shaped protrusions 7 arranged at an acute angle α to the diametrical plane of the working head 4, while the axial channel 6 of each insert 3 has a helical shape, and the angle of inclination of the wedge-shaped protrusions 7 in the cavity of the working head 4 is aligned with the direction helical channels 6.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента рабочая головка 4 каждой вставки 3 осуществляет разрушение породы, которая удаляется с забоя скважины очистным агентом, подаваемым через каналы 2 в корпусе 1 и полости 6 во вставках 3. При этом благодаря выполнению осевых каналов 6 винтообразной формы очистной агент получает вращательное движение, что способствует более эффективному удалению разрушенной породы с забоя скважины. Это позволяет исключить повторное измельчение шлама, что благоприятно сказывается на стойкости бурового инструмента, а кроме того, это повышает и качество охлаждения твердосплавных вставок, что также позитивно влияет на показатели работы бурового инструмента в целом.The principle of operation of the bit is as follows. Under the action of axial load and torque, the working head 4 of each insert 3 destroys the rock, which is removed from the bottom of the well with a cleaning agent supplied through channels 2 in the housing 1 and cavities 6 in the inserts 3. Moreover, due to the execution of the axial channels 6 of a screw-shaped cleaning agent receives a rotational movement, which contributes to a more efficient removal of the destroyed rock from the bottom of the well. This eliminates the repeated grinding of sludge, which favorably affects the durability of the drilling tool, and in addition, it improves the cooling quality of carbide inserts, which also positively affects the performance of the drilling tool as a whole.

Таким образом, применение предложенного бурового инструмента позволяет наряду с улучшением очистки забоя от шлама улучшить также и условия работы породоразрушающих вставок и тем самым повысить технико-экономические показатели буровых работ.Thus, the use of the proposed drilling tool allows, along with improved cleaning of the bottom from sludge, to improve the working conditions of rock cutting inserts and thereby increase the technical and economic performance of drilling operations.

Claims

1. Drilling tool, comprising a housing with channels for a cleaning agent, reinforced with hollow carbide inserts, the cavities of which are in communication with the channels of the housing, characterized in that on the inner surface of the working head there are wedge-shaped protrusions located at an acute angle to the diametrical plane of the working head, the axial channel of the cavity of each insert has a helical shape, and the angle of inclination of the wedge-shaped protrusions in the cavity of the working head is combined with the direction of the helical channels.

2. The drilling tool according to claim 1, characterized in that the tops of the wedge-shaped protrusions have a rounded shape in cross section.