RU2543768C1

RU2543768C1 - Drill tool

Info

Publication number: RU2543768C1
Application number: RU2014106570/03A
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, the cavities of which are interconnected with the housing channels. Each hard-alloy insert is fitted with a guiding element for cleaning agent designed with the screw shape placed in the insert cavity and fixed in it from crank.

EFFECT: improvement of overall performance of the tool.

4 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 г, 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 V.N., Gudilin N.S., Chugreev L.I. 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 г.)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 in communication 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 быстрое удаление шлама из под торца вставок.In this drilling tool, thanks to inserts with through axial channels, better cooling of the working edges of carbide inserts and rapid 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 ведет к снижению механической скорости бурения.The disadvantage of this drilling tool is the relatively high energy intensity of the process of rock destruction, which leads to a decrease in the mechanical drilling speed.

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

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, включающем корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками, полости которых сообщены с каналами корпуса, согласно изобретению каждая твердосплавная вставка снабжена направляющим элементом для очистного агента, выполненным в виде шнека, размещенного в полости вставки и зафиксированного в ней от проворота.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, the cavities of which are in communication with the channels of the housing, according to the invention, each carbide insert is equipped with a guide element for the cleaning agent, made in the form of a screw placed in cavity insert and fixed in it from turning.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что:The achievement of the specified technical result also contributes to the fact that:

- на дне хвостовика выполнены радиальные пазы, а шнек снабжен радиально расположенными стержнями, размещенными в пазах хвостовика.- at the bottom of the shank, radial grooves are made, and the auger is equipped with radially spaced rods located in the grooves of the shank.

- инструмент снабжен центральной вставкой, установленной со смещением относительно торцевой поверхности вставок в сторону хвостовика;- the tool is equipped with a Central insert installed with offset relative to the end surface of the inserts in the direction of the shank;

- центральная вставка выполнена многолезвийной, количество лезвий которой соответствует количеству вставок бурового инструмента, при этом лезвия расположены между вставками.- the central insert is multi-blade, the number of blades of which corresponds to the number of inserts of the drilling tool, while the blades are located between the inserts.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид бурового инструмента; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1.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 view of B in figure 1.

Предложенный буровой инструмент включает корпус 1 (см. фиг.1) с каналами 2 для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками 3, полости 4 которых сообщены с каналами 2 корпуса 1. Каждая твердосплавная вставка 3 снабжена направляющим элементом 5 для очистного агента, выполненным в виде шнека, размещенного в полости 4 вставки 3 и зафиксированного в ней от проворота. Для фиксации направляющего элемента 4 относительно твердосплавной вставки 3 могут использоваться радиальные стержни 6, закрепленные на шнеке. При этом на дне хвостовика вставки 3 выполнены радиальные пазы 7 для размещения стержней 6 шнека. Предусмотрен вариант выполнения бурового инструмента с центральной твердосплавной вставкой 8, установленной со смещением - h относительно торцевой поверхности полых вставок 3 в сторону хвостовика инструмента, величина которого выбирается в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород. Центральная вставка 8 выполнена многолезвийной, количество лезвий 9 которой соответствует количеству полых вставок 3 бурового инструмента. При этом все лезвия 9 расположены симметрично между полыми вставками 3 с обеспечением полного перекрытия радиуса инструмента твердосплавными вставками 3 и 8.The proposed drilling tool includes a housing 1 (see Fig. 1) with channels 2 for the cleaning agent, reinforced with hollow carbide inserts 3, cavities 4 of which are in communication with the channels 2 of the housing 1. Each carbide insert 3 is provided with a guide element 5 for the cleaning agent, made in in the form of a screw placed in the cavity 4 of the insert 3 and fixed in it from rotation. To fix the guide element 4 relative to the carbide insert 3, radial rods 6 mounted on the screw can be used. At the same time, radial grooves 7 are made at the bottom of the shank of the insert 3 to accommodate the rods 6 of the screw. An embodiment of a drilling tool with a central carbide insert 8 installed with an offset of - h relative to the end surface of the hollow inserts 3 towards the tool shank, the value of which is selected depending on the physicomechanical properties of the drilled rocks, is provided. The central insert 8 is multi-blade, the number of blades 9 of which corresponds to the number of hollow inserts 3 of the drilling tool. Moreover, all blades 9 are located symmetrically between the hollow inserts 3 to ensure complete overlap of the radius of the tool carbide inserts 3 and 8.

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента рабочая головка каждой вставки 3 осуществляет разрушение породы, которая удаляется с забоя скважины очистным агентом, подаваемым через каналы 2 в корпусе 1 и полости 4 во вставках 3. При этом благодаря использованию направляющих элементов 5 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. Кроме того, это повышает и качество охлаждения твердосплавных вставок, что также позитивно влияет на показатели работы бурового инструмента в целом. Для эффективного разрушения центральной части забоя буровой инструмент снабжают дополнительной твердосплавной вставкой 8, установленной со смещением относительно торцевой поверхности полых вставок 3 в сторону хвостовика инструмента. Это создает дополнительную плоскость обнажения и тем самым позволяет снизить энергоемкость процесса разрушения породы. При этом центральная вставка 8 выполнена многолезвийной, количество лезвий 9 которой соответствует количеству полых вставок 3 бурового инструмента, при этом лезвия 9 располагают симметрично между вставками 3 с перекрытием твердосплавными вставками 3 и 8 всего радиуса инструмента.The principle of operation of the bit is as follows. Under the action of axial load and torque, the working head of each insert 3 destroys the rock, which is removed from the bottom of the well by a cleaning agent supplied through channels 2 in the housing 1 and cavities 4 in the inserts 3. In this case, using the guiding elements 5, the 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. In addition, this improves the cooling quality of carbide inserts, which also positively affects the performance of the drilling tool as a whole. For effective destruction of the central part of the face, the drilling tool is equipped with an additional carbide insert 8 mounted offset from the end surface of the hollow inserts 3 towards the tool shank. This creates an additional exposure plane and thereby reduces the energy intensity of the process of rock destruction. In this case, the central insert 8 is multi-blade, the number of blades 9 of which corresponds to the number of hollow inserts 3 of the drilling tool, while the blades 9 are placed symmetrically between the inserts 3 with overlapping carbide inserts 3 and 8 of the entire radius of the tool.

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 the cleaning agent, reinforced with hollow carbide inserts, the cavities of which are in communication with the channels of the housing, characterized in that each carbide insert is equipped with a guide element for the cleaning agent, made in the form of a screw placed in the cavity of the insert and fixed in it from cranking.

2. The drilling tool according to claim 1, characterized in that at the bottom of the shank radial grooves are made, and the screw is equipped with radially spaced rods placed in the grooves of the shank.

3. The drilling tool according to claim 1, characterized in that it is provided with a central insert installed with an offset relative to the end surface of the inserts towards the shank.

4. The drilling tool according to claim 1, characterized in that the central insert is multi-blade, the number of blades of which corresponds to the number of inserts of the drilling tool, while the blades are located between the inserts.