RU2551575C1 - Crown bit - Google Patents

Crown bit Download PDF

Info

Publication number
RU2551575C1
RU2551575C1 RU2013150426/03A RU2013150426A RU2551575C1 RU 2551575 C1 RU2551575 C1 RU 2551575C1 RU 2013150426/03 A RU2013150426/03 A RU 2013150426/03A RU 2013150426 A RU2013150426 A RU 2013150426A RU 2551575 C1 RU2551575 C1 RU 2551575C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cutting
inserts
coating
crown
face
Prior art date
Application number
RU2013150426/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013150426A (en
Inventor
Лазарь Николаевич Федоров
Сергей Александрович Ермаков
Михаил Львович Брук
Валерий Валерьевич Ткаченко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2013150426/03A priority Critical patent/RU2551575C1/en
Publication of RU2013150426A publication Critical patent/RU2013150426A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2551575C1 publication Critical patent/RU2551575C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to crown bits for drilling hard rocks and frozen abrasive soils. Circular crown bit comprises body with coupling thread, sectors made at said body and separated by flushing grooves, inserts with wearproof coating at least 0.7 mm thick at leading face arranged at negative cutting angle in plan to cutting inner and outer surfaces and negative cutting angle to the wall face end surface, cylindrical wedges and lock screws fitted to lock wedges in cylindrical grooves. Said inserts have hemispherical shank, rectangular side edges and working face blade shaped to conjugated arched lines. Insert rear face is coated with ply in depth equal to coating at cutting face. Note here that both coatings are made of superhard, shockproof and heatproof material.
EFFECT: higher rate and efficiency of drilling, decreased consumption of flushing fluid.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к буровым коронкам для бурения геологоразведочных скважин в перемежающихся по твердости породах, а также в мерзлых абразивных грунтах.The invention relates to mining, and in particular to drill bits for drilling exploration wells in alternating hardness rocks, as well as in frozen abrasive soils.

Известна кольцевая буровая коронка, корпус которой разделен промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены резцами, армированными алмазно-твердосплавными пластинами (АТП) [1]. Секторы расположены ступенчато, образуют ступенчатую форму забоя, на которой боковые отстающие режущие элементы из АТП работают по полублокированной схеме. Режущие элементы со стороны торцевой поверхности установлены с отрицательными передними углами к поверхности забоя скважины, что обеспечивает их самозатачиваемость, так как твердосплавная основа изнашивается быстрее алмазного слоя, образуя задний угол у режущей пластины, и повышает надежность работы и долговечность буровой коронки. Однако задний угол, образующийся за счет износа, не больше угла винтовой линии углубления режущей пластины, поэтому торец АТП своей подложкой всегда имеет через мелкодиспергированный слой породы плотный контакт с забоем и воспринимает часть осевого усилия, которое и вызывает ее износ в соответствии с углом винтовой линии углубления коронки.Known annular drill bit, the housing of which is divided by flushing channels into sectors, which are equipped with cutters reinforced with diamond carbide inserts (ATP) from the end surface [1]. The sectors are located in steps, form a stepwise shape of the face, on which the lateral lagging cutting elements from the ATP operate in a semi-blocked pattern. The cutting elements from the end surface side are installed with negative rake angles to the bottom surface of the borehole, which ensures their self-sharpening, since the carbide base wears out faster than the diamond layer, forming a trailing angle at the cutting insert, and increases the reliability and durability of the drill bit. However, the rear angle formed due to wear is not greater than the angle of the helical line of the recess of the insert, therefore, the end face of the ATP always has close contact with the bottom through the finely dispersed rock layer and perceives part of the axial force, which causes it to wear in accordance with the angle of the helix recesses of the crown.

Достоинством коронки является самозатачиваемость резцов. К недостаткам следует отнести увеличение при износе подложки площади контакта резцов с забоем, которое вызывает дополнительный нагрев корешки и повышенный расход охлаждающей жидкости для предотвращения перегрева алмазного слоя, и применение неразъемного соединения резцов к корпусу коронки пайкой, что не дает возможности регулировать положение режущей пластины в корпусе коронки в соответствии с изменениями формы и размера лезвия резцов в процессе их износа.The advantage of the crown is the self-sharpening of the incisors. The disadvantages include the increase in the wear of the substrate, the contact area of the cutters with the face, which causes additional heating of the root and increased consumption of coolant to prevent overheating of the diamond layer, and the use of one-piece connection of the cutters to the body of the crown by soldering, which makes it impossible to adjust the position of the cutting insert in the body crowns in accordance with changes in the shape and size of the cutter blade during wear.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является кольцевая буровая коронка, содержащая корпус с присоединительной резьбой, разделенный промывочными каналами на секторы, которые снабжены резцами, армированными алмазно-твердосплавными пластинами и имеющими отрицательные передние углы в плане к боковой внутренней и внешней поверхностям резания и закрепленными в цилиндрических пазах цилиндрическими клиньями с прижимными винтами.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is an annular drill bit containing a housing with a connecting thread, divided by flushing channels into sectors that are equipped with cutters reinforced with diamond carbide inserts and having negative rake angles in relation to the side internal and external cutting surfaces and cylindrical wedges fixed in cylindrical grooves with clamping screws.

Крепление АТП-резцов цилиндрическими клиньями обеспечивает возможность установки резцов на новые неизношенные кромки, что повышает ресурс отработки коронки. Недостатком этой коронки является низкая скорость проходки вследствие режуще-истирающего способа разрушения породы, когда вступает в контакт с породой твердосплавная подложка пластины, и повышенный расход воды по сравнению с твердосплавными коронками.The fastening of ATP cutters with cylindrical wedges provides the ability to install cutters on new worn edges, which increases the resource of working out the crown. The disadvantage of this crown is the low penetration rate due to the cutting-abrasive method of rock destruction when the carbide substrate of the plate comes into contact with the rock, and the increased water consumption compared to carbide crowns.

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

Задачей и техническим результатом изобретения являются повышение скорости проходки и ресурса коронки и расширение области бурения в породах различной крепости. The objective and technical result of the invention is to increase the speed of penetration and resource of the crown and the expansion of the drilling area in the rocks of various strengths.

Поставленные задачи решаются тем, что в кольцевой буровой коронке, содержащей корпус с присоединительной резьбой, секторы, образованные на корпусе коронки и разделяющиеся друг от друга промывочными каналами, режущие пластины с покрытием толщиной не менее 0,7 мм на передней грани и установленные с отрицательным передним углом в плане к боковой внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательным передним углом к торцевой поверхности забоя скважины, цилиндрические клинья и прижимные винты, крепящие в цилиндрических пазах клинья, режущие пластины выполнены с полукруглым хвостовиком, прямолинейными боковыми кромками и рабочим забойным лезвием, имеющим контур в виде сопряженных дугообразных линий, при этом на задней грани режущих пластин выполнено покрытие толщиной, равной толщине покрытия на передней грани, причем покрытия изготовлены из сверхтвердого, ударопрочного и термостойкого материала, например из композита на основе нано- и микрочастиц кубического нитрида бора (наноКНБ). Таким образом, режущая пластина получается трехслойной, наружные слои которой являются более термо- и износостойкими, чем центральный (подложка) из твердого сплава. К примеру, наноКНБ марки MBR 7010 при твердости 72 ГПа обладает повышенной вязкостью и теплостойкостью (1500°C), что позволяет точить с ударом твердые сплавы и вести черновую обработку закаленных сталей как с охлаждением, так и без. Достаточной теплостойкостью (1100-1200°C), но большей твердостью обладают синтетические алмазы, которые успешно сейчас применяются в круглых двухслойных алмазно-твердосплавных пластинах (АТП). Отработанная технология изготовления двухслойных АТП позволит без особых трудностей изготавливать и не круглые трехслойные пластины, что позволит использовать их в нашем предложении. Твердые сплавы имеют микротвердость 14-18 ГПа, а теплостойкость 850-1000°C.The tasks are solved in that in an annular drill bit containing a body with a connecting thread, sectors formed on the body of the crown and separated by washing channels, cutting inserts with a coating of at least 0.7 mm thickness on the front face and installed with a negative front the angle in plan to the lateral internal and external cutting surfaces and the negative rake angle to the end surface of the bottom of the well, cylindrical wedges and clamping screws securing wedges in cylindrical grooves, dir The inserts are made with a semicircular shank, rectilinear lateral edges and a downhole blade having a contour in the form of conjugate arcuate lines, while on the rear edge of the cutting inserts a coating is made with a thickness equal to the thickness of the coating on the front edge, and the coatings are made of ultrahard, impact resistant and heat resistant material, for example, from a composite based on nano- and microparticles of cubic boron nitride (nanoKNB). Thus, the cutting insert is three-layered, the outer layers of which are more thermo- and wear-resistant than the central (substrate) made of hard alloy. For example, nanoKNB grade MBR 7010 with a hardness of 72 GPa has a high viscosity and heat resistance (1500 ° C), which allows sharpening hard alloys with impact and roughing hardened steels with or without cooling. Synthetic diamonds, which are now successfully used in round two-layer diamond carbide inserts (ATP), have sufficient heat resistance (1100-1200 ° C), but are more hard. The proven manufacturing technology of two-layer ATP will allow to produce non-circular three-layer plates without special difficulties, which will allow us to use them in our offer. Hard alloys have a microhardness of 14-18 GPa, and heat resistance of 850-1000 ° C.

Особенностью коронки является формирование в результате самозаточки острого угла по задней грани, что представляет собой необходимое условие для перестановки режущих пластин задней гранью на набегающую сторону с возможностью резания пород забоя. Сверхтвердая передняя грань пластины обеспечивает эффективное резание, но по мере ее износа вступает в контакт с забоем твердосплавная подложка, что вызывает нагрев породы до ее разупрочнения, при этом задняя грань с износостойким покрытием препятствует закруглению подложки от износа. Последнее обстоятельство способствует заточке задней грани пластины под острый угол. При последующей перестановке пластины задней гранью на набегающую сторону заточенный под острый угол резец внедряется в породу при минимальном осевом усилии. Таким образом, сочетание специальной формы режущих пластин и покрытий из сверхтвердого ударопрочного и термостойкого материала на двух противоположных сторонах пластины дает следующий технический результат:A feature of the crown is the formation as a result of self-sharpening of an acute angle along the rear face, which is a necessary condition for the rearrangement of the cutting inserts with the rear face on the incident side with the possibility of cutting the face rocks. The superhard front edge of the plate provides effective cutting, but as it wears, the hard-alloy substrate comes into contact with the bottom, which causes the rock to heat up until it softens, while the rear face with a wear-resistant coating prevents the substrate from curvature from wear. The latter circumstance contributes to sharpening the rear edge of the plate at an acute angle. Upon subsequent rearrangement of the plate by the back face on the incident side, a sharpened sharpened angle is introduced into the rock with minimal axial force. Thus, the combination of the special shape of the cutting inserts and coatings of ultrahard shockproof and heat-resistant material on two opposite sides of the plate gives the following technical result:

- повышение скорости бурения за счет заострения режущих пластин по задней грани после каждого цикла самозаточки и перестановки их заостренной гранью на набегающую сторону и терморазупрочнения буримых пород;- increasing the drilling speed due to the sharpening of the cutting inserts along the rear face after each self-sharpening cycle and their rearrangement by a pointed face on the upstream side and thermal softening of drill rocks;

- повышение проходки коронки за рейс и ресурса коронки за счет наличия прямолинейных боковых скважино- и кернообразующих кромок у режущих пластин;- increasing the penetration of the crown per flight and the resource of the crown due to the presence of rectilinear lateral borehole and core-forming edges at the cutting inserts;

- повышение КПД коронки при работе в режиме терморезания; - increase the efficiency of the crown when working in the thermal cutting mode;

- уменьшение потребного количества охлаждающей жидкости;- reducing the required amount of coolant;

- возможность бурения скважин с продувкой воздухом.- the possibility of drilling wells with air purging.

Комплексный анализ отличительных признаков коронки с самозатачивающейся трехслойной режущей пластиной показывает, что они обладают новизной и изобретательским уровнем, так как только их комплексное действие известных свойств каждого обеспечивает решение поставленной задачи и достижение вышеуказанных технических результатов.A comprehensive analysis of the distinguishing features of a crown with a self-sharpening three-layer cutting insert shows that they have novelty and inventive step, since only their combined action of the known properties of each ensures the solution of the task and the achievement of the above technical results.

Сущность предлагаемого изобретения раскрывается нижеприведенными фигурами. The essence of the invention is disclosed by the following figures.

На фиг. 1 изображен вид на кольцевую коронку спереди; на фиг. 2 - вид на фиг. 1 снизу; на фиг. 3, α)- д) приведены схемы работы термостойкой трехслойной пластины; на фиг. 3, а) - вид на пластину, установленную под отрицательный передний угол -β для резания пород забоя скважины с образованием винтовой линии с углом α; на фиг. 3, б) - схема терморезания передней частью и подложкой пластины и самозаточка с образованием угла заострения γ по задней грани; на фиг. 3, в) - схема перестановки пластины заостренной задней гранью на набегающую сторону и резание после самозаточки; на фиг. 3, г) - схема терморезания новой передней стороной и подложкой пластины (самозаточка); на фиг. 3, д) - схема установки пластины заостренной задней гранью на набегающую сторону для последующего резания.In FIG. 1 is a front view of an annular crown; in FIG. 2 is a view of FIG. 1 bottom; in FIG. 3, α) - e) shows the operation schemes of a heat-resistant three-layer plate; in FIG. 3a) is a view of a plate mounted at a negative rake angle β for cutting bottomhole rocks to form a helix with an angle α; in FIG. 3, b) - thermal cutting scheme of the front part and the substrate of the plate and self-sharpening with the formation of a taper angle γ along the rear face; in FIG. 3, c) is a diagram of a rearrangement of a plate by a pointed back face on the upstream side and cutting after self-sharpening; in FIG. 3, d) - thermal cutting scheme with a new front side and a plate substrate (self-sharpening); in FIG. 3, e) is a diagram of the installation of a plate with a pointed back face on the incline side for subsequent cutting.

Буровая коронка состоит из корпуса 1, самозатачивающихся трехслойных скважино- и кернообразующих режущих пластин 2 и 3, соответствующих им прижимных клиньев 4 и 5 и крепежного винта 6. В торце корпуса коронки выполнены для установки резцов 2 и 3 цилиндрические пазы 7 и 8, диаметры и оси которых совпадают с диаметрами и осями режущих пластин 2 и 3. Под прижимные клинья 4 и 5 выполнены соответствующие цилиндрические каналы 9 и 10. На корпусе коронки выполнены внутренние и наружные очистные каналы 11 и 12. Контуры 13 и 14 цилиндрического паза 7 и канала 9 под режущие пластины 2 и прижимной клин 4 показаны условно. Вставленные в цилиндрические пазы 7 и 8 режущие пластины 2 и 3 упираются своими задними поверхностями в торцовую поверхность цилиндрических пазов 7 и 8 и прижимаются к ним силой резания и осевой нагрузкой. Цилиндрические клинья 4 и 5, закрепленные прижимными винтами 6, удерживают трехслойные режущие пластины 2 и 3 от перемещений вдоль дуги окружности. Прижимное винты 6 крепят цилиндрические клинья 4 и 5 неподвижно к корпусу коронки.The drill bit consists of a housing 1, self-sharpening three-layer borehole and core-forming cutting inserts 2 and 3, their corresponding clamping wedges 4 and 5 and a fixing screw 6. At the end of the housing, the crown has cylindrical grooves 7 and 8, diameters and the axes of which coincide with the diameters and axes of the cutting inserts 2 and 3. Under the clamping wedges 4 and 5, the corresponding cylindrical channels 9 and 10 are made. The inner and outer cleaning channels 11 and 12 are made on the crown body. The contours 13 and 14 of the cylindrical groove 7 and channel 9 under p the cutting plates 2 and the pressure wedge 4 are shown conditionally. Inserted into the cylindrical grooves 7 and 8, the cutting plates 2 and 3 abut their rear surfaces against the end surface of the cylindrical grooves 7 and 8 and are pressed against them by the cutting force and axial load. Cylindrical wedges 4 and 5, fixed by clamping screws 6, hold the three-layer cutting inserts 2 and 3 from moving along a circular arc. The clamping screws 6 attach the cylindrical wedges 4 and 5 motionless to the crown body.

Для увеличения длины рейса при бурении и общей проходки на коронку режущие пластины изготовлены трехслойными, при этом ее боковые кромки выполнены прямолинейными, а контуры рабочих забойных лезвий - в виде сопряженных дугообразных линий. Возможно выполнение рабочих лезвий с прямоугольным контуром. Для крепления предлагаемых пластин с возможностью перестановки принят способ крепления, описанный в прототипе, при этом хвостовая часть пластины выполняется полукруглой. Пластины устанавливают под отрицательным углом β не более 15-20° (фиг. 3, α). В процессе бурения передний слой пластины из наноКНБ изнашивается и с забоем входит в контакт твердосплавная подложка, и продолжение бурения требует увеличения осевого давления, что вызывает нагрев пластины и разупрочнение породы. В этих условиях только термостойкость покрытия позволяет бурение с большой площадкой износа (фиг. 3, б). Особенностью трехслойной пластины является то, что задний сверхтвердый и износостойкий слой не дает закруглиться контуру износа задней грани резцов. В результате прямой угол пластины становится острым, т.е. происходит самозаточка пластины с образованием угла заострения γ по задней грани. При этом износ подложки при бурении крепких пород допустим только до паяного заднего слоя, чтоб исключить воздействие критических растягивающих напряжений на этот слой. При бурении некрепких пород, когда механические напряжения не превышают прочность паяного слоя, допускается износ заднего слоя, т.е. ее заточка, что делает более острым сверхтвердое режущее лезвие.To increase the length of the flight during drilling and the total penetration to the crown, the cutting inserts are made three-layered, while its lateral edges are made straight, and the contours of the working downhole blades are made in the form of conjugate arcuate lines. Execution of working blades with a rectangular contour is possible. For fastening the proposed plates with the possibility of permutation adopted method of fastening described in the prototype, while the tail of the plate is semicircular. The plates are set at a negative angle β of not more than 15-20 ° (Fig. 3, α). During drilling, the front layer of the nanoKNB plate wears out and the carbide substrate comes into contact with the bottom, and continued drilling requires an increase in axial pressure, which causes the plate to heat up and soften the rock. In these conditions, only the heat resistance of the coating allows drilling with a large area of wear (Fig. 3, b). A feature of the three-layer plate is that the back superhard and wear-resistant layer does not allow the wear profile of the trailing edge of the incisors to round out. As a result, the right angle of the plate becomes acute, i.e. there is a self-sharpening of the plate with the formation of a taper angle γ along the rear face. In this case, substrate wear during drilling of hard rocks is permissible only up to the soldered back layer, in order to exclude the effect of critical tensile stresses on this layer. When drilling soft rocks, when mechanical stresses do not exceed the strength of the soldered layer, wear of the back layer is allowed, i.e. its sharpening, which makes the superhard cutting blade sharper.

Чтобы бурить заостренной задней гранью с сверхтвердым покрытием, пластину освобождают от механического крепления и устанавливают ее этой гранью на набегающую сторону (фиг. 3, в). Однако в зависимости от породы, т.е. от угла заострения γ, величина угла последующей установки β может быть иной от первоначально принятой и даже положительной. (Для установки режущих пластин на другой угол необходимо наличие корпуса коронки с соответствующим наклоном паза под эти углы). Затем переустановленную пластину закрепляют посредством прижимного клина винтом и начинают бурить. При бурении под давлением осевого усилия лезвие внедряется в забой и снимает поверхностный слой породы. До износа переднего слоя коронка имеет наибольшую скорость бурения при минимальном силовом нагружении и расходе охлаждающего агента. Дальнейшее бурение вызывает увеличение контакта пластины с забоем за счет опережающего износа твердосплавной подложки, что вызывает увеличение усилия давления и выделения большого количества тепла. При этом от тепла трения порода разупрочняется, что является залогом эффективного бурения крепких пород. Процесс бурения терморезанием завершается износом передней кромки и подложки, сохраняя при этом кромку противоположного сверхтвердого покрытия (фиг. 3, г). Этот момент определяется величиной проходки терморезением, полученной опытными данными. Затем опять переворачивают пластину на другую сторону, устанавливают на рациональный передний угол (фиг. 3, д) и бурят дальше вновь заточенной коронкой. В зависимости от абразивности пород и механического нагружения профиль износа подложки может изменяться от дугообразной до прямой линии (фиг. 3, б и г). Таким образом, цикл бурения и самозаточки резцов повторяется до полного износг рабочей части пластины.In order to drill with a pointed back face with a superhard coating, the plate is freed from mechanical fastening and set it with this face on the running side (Fig. 3, c). However, depending on the breed, i.e. from the angle of sharpening γ, the value of the angle of the subsequent installation β may be different from the originally accepted and even positive. (To install the cutting inserts at a different angle, it is necessary to have a crown body with a corresponding slope of the groove at these angles). Then, the reinstalled plate is fixed by means of a clamping wedge with a screw and drilling begins. When drilling under axial pressure, the blade penetrates the face and removes the surface layer of the rock. Before wear of the front layer, the crown has the highest drilling speed with minimal power loading and cooling agent consumption. Further drilling causes an increase in the contact of the plate with the face due to the anticipated wear of the carbide substrate, which causes an increase in pressure force and the release of a large amount of heat. In this case, the rock softens due to the heat of friction, which is the key to effective drilling of hard rocks. The thermal cutting drilling process is completed by the wear of the leading edge and the substrate, while maintaining the edge of the opposite superhard coating (Fig. 3, d). This moment is determined by the size of penetration by thermal cutting obtained by experimental data. Then the plate is again turned over to the other side, set at a rational rake angle (Fig. 3, e) and drilled further with a re-sharpened crown. Depending on the abrasiveness of the rocks and mechanical loading, the wear profile of the substrate can vary from an arcuate to a straight line (Fig. 3, b and d). Thus, the cycle of drilling and self-sharpening of the cutters is repeated until the wear of the working part of the plate is complete.

Из приведенного описания работы коронки видно, что эффект самозатачивания наиболее результативно проявляется благодаря использованию трехслойных режущих пластин, с возможностью их перестановки в пазах корпуса коронки. При этом изготовление трехслойных пластин со сложной конфигурацией не вызывает никаких технологических затруднений. В ЗАО «Микробор Нанотех» изготавливают двухслойные пластины из наноКНБ следующим образом. Подложку и покрытие изготавливают в виде отдельных бланков диаметром 50 мм, затем проводят их пайку в вакуумной печи при температуре около 1200°С. После пайки на лазерном станке вырезают нужной формы и размера пластины из паяных бланков. Такая технология полностью отвечает изготовлению и самозатачивающихся трехслойных режущих пластин. Пластины АТП получают спеканием в условиях высоких давлений и температур алмазного полукристаллического слоя в виде порошка с твердым сплавом. При диаметре 8 мм толщина АТП составляет 3 мм, при этом толщина алмазного слоя 0,8 мм с зернистостью 25 мкм. Также изготавливается АТП в виде сегментов, квадратов, треугольников. В зависимости от условий применения поликристаллический слой изготавливается из алмазов зернистостью 40, 25, 14, 5 мкм. Из вышеприведенного также понятно, что изготовление трехслойных пластин с покрытием из синтетических алмазов не представит технологических затруднений.From the above description of the operation of the crown, it can be seen that the self-sharpening effect is most effectively manifested through the use of three-layer cutting inserts, with the possibility of their rearrangement in the grooves of the crown body. Moreover, the manufacture of three-layer plates with a complex configuration does not cause any technological difficulties. At ZAO Microbor Nanotech, two-layer plates of nanoKNB are made as follows. The substrate and coating are made in the form of separate forms with a diameter of 50 mm, then they are soldered in a vacuum oven at a temperature of about 1200 ° C. After soldering on a laser machine, the desired shape and size of the plate are cut from soldered blanks. This technology is fully consistent with the manufacture of self-sharpening and three-layer cutting inserts. ATP plates are obtained by sintering under conditions of high pressures and temperatures of a diamond semi-crystalline layer in the form of a powder with a hard alloy. With a diameter of 8 mm, the thickness of the ATP is 3 mm, while the thickness of the diamond layer is 0.8 mm with a grain size of 25 μm. ATP is also made in the form of segments, squares, triangles. Depending on the application conditions, the polycrystalline layer is made of diamonds with a grain size of 40, 25, 14, 5 μm. From the above it is also clear that the manufacture of three-layer plates coated with synthetic diamonds will not present technological difficulties.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2359103, МПК Е21В 10/48. Кольцевая буровая коронка. / А.Я. Третьяк, С.Л. Трещев, Ю.Ф. Литкевич, А.Э. Богданов, В.П. Шпехт, А.А. Третьяк, В.А. Начаркин (РФ). - 2007146128/03; заявл. 11.12.2007; опубл. 20.06.2009. Бюл. №17. - С. 798-799.1. RF patent 2359103, IPC Е21В 10/48. Ring drill bit. / AND I. Tretyak, S.L. Treschev, Yu.F. Litkevich, A.E. Bogdanov, V.P. Shpekht, A.A. Tretyak, V.A. Nacharkin (RF). - 2007146128/03; declared 12/11/2007; publ. 06/20/2009. Bull. Number 17. - S. 798-799.

2. Патент РФ №2422613, МПК Е21В 10/48. Кольцевая буровая коронка [Текст] / А.Я. Третьяк, Ю.Ф. Литкевич, А.Е. Асеева и др.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Российский государственный технический университет. - №2009146596/03; заявл. 15.12.2009; опубл. 27.06.2011, Бюл. №18. - С. 839.2. RF patent No. 2422613, IPC ЕВВ 10/48. Ring drill bit [Text] / A.Ya. Tretyak, Yu.F. Litkevich, A.E. Aseeva et al .; Applicant and patent holder State educational institution of higher professional education South Russian State Technical University. - No. 2009146596/03; declared 12/15/2009; publ. 06/27/2011, Bull. Number 18. - S. 839.

Claims (2)

1. Кольцевая буровая коронка, содержащая корпус с присоединительной резьбой, секторы, образованные на корпусе коронки и разделяющиеся друг от друга промывочными каналами, режущие пластины с износостойким покрытием толщиной не менее 0,7 мм на передней грани, установленные с отрицательным передним углом в плане к боковой внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательным передним углом к торцевой поверхности забоя скважины, цилиндрические клинья и прижимные винты, крепящие в цилиндрических пазах клинья, отличающаяся тем, что режущие пластины выполнены с полукруглым хвостовиком, прямолинейными боковыми кромками и рабочим забойным лезвием, имеющим контур в виде сопряженных дугообразных линий, при этом на задней грани режущих пластин выполнено покрытие толщиной, равной толщине покрытия на передней грани, причем покрытия изготовлены из сверхтвердого, ударопрочного и термостойкого материала, например из композита на основе нано- и микрочастиц кубического нитрида бора.1. An annular drill bit containing a body with connecting thread, sectors formed on the body of the crown and separated by flushing channels, cutting inserts with a wear-resistant coating of a thickness of at least 0.7 mm on the front face, installed with a negative rake angle in relation to lateral internal and external cutting surfaces and a negative rake angle to the end surface of the bottom of the well, cylindrical wedges and clamping screws securing wedges in cylindrical grooves, characterized in that they are cutting f inserts are made with a semicircular shank, rectilinear lateral edges and a downhole blade having a contour in the form of conjugate arcuate lines, while on the rear edge of the cutting inserts a coating is made with a thickness equal to the thickness of the coating on the front edge, and the coatings are made of ultrahard, impact resistant and heat resistant material, for example, from a composite based on nano- and microparticles of cubic boron nitride. 2. Кольцевая буровая коронка по п. 1, отличающаяся тем, что покрытия пластин изготовлены из термостойкого синтетического алмаза. 2. An annular drill bit according to claim 1, characterized in that the coverings of the plates are made of heat-resistant synthetic diamond.
RU2013150426/03A 2013-11-12 2013-11-12 Crown bit RU2551575C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013150426/03A RU2551575C1 (en) 2013-11-12 2013-11-12 Crown bit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013150426/03A RU2551575C1 (en) 2013-11-12 2013-11-12 Crown bit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013150426A RU2013150426A (en) 2015-05-20
RU2551575C1 true RU2551575C1 (en) 2015-05-27

Family

ID=53283795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013150426/03A RU2551575C1 (en) 2013-11-12 2013-11-12 Crown bit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2551575C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214947U1 (en) * 2022-10-10 2022-11-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" Universal core bit for core drilling

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU373389A1 (en) * 1966-11-17 1973-03-12 Днепропетровский горный институт Артема DRILL CROWN
SU1686115A1 (en) * 1989-02-28 1991-10-23 Казахское Научно-Производственное Объединение "Казрудгеология" Diamond rock-cutting tool
EP1695781A1 (en) * 2005-02-24 2006-08-30 Marcrist International Limited Diamond core drill
RU2359103C1 (en) * 2007-12-11 2009-06-20 Александр Яковлевич Третьяк Circular bore bit
RU2416709C1 (en) * 2009-08-20 2011-04-20 Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН Thermal cutting head
RU2422613C1 (en) * 2009-12-15 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Ring bore bit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU373389A1 (en) * 1966-11-17 1973-03-12 Днепропетровский горный институт Артема DRILL CROWN
SU1686115A1 (en) * 1989-02-28 1991-10-23 Казахское Научно-Производственное Объединение "Казрудгеология" Diamond rock-cutting tool
EP1695781A1 (en) * 2005-02-24 2006-08-30 Marcrist International Limited Diamond core drill
RU2359103C1 (en) * 2007-12-11 2009-06-20 Александр Яковлевич Третьяк Circular bore bit
RU2416709C1 (en) * 2009-08-20 2011-04-20 Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН Thermal cutting head
RU2422613C1 (en) * 2009-12-15 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Ring bore bit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792864C1 (en) * 2022-08-15 2023-03-28 Акционерное общество Научно-производственная фирма "Геофизические Исследования, Технологии, Аппаратура, Сервис" (АО НПФ "ГИТАС") Core bit
RU214947U1 (en) * 2022-10-10 2022-11-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" Universal core bit for core drilling

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013150426A (en) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10053917B2 (en) Rotatable cutting elements and related earth-boring tools and methods
RU2615560C2 (en) Drill bit with modular cutters and controlled drilling specific pressure
CA2538807C (en) Cutter for maintaining edge sharpness
CA2931232C (en) Drill bits having flushing and systems for using same
US9458607B2 (en) Rotatable cutting tool with head portion having elongated projections
CN107429547B (en) Drill bit with flushing function
GB2413575A (en) Cutter having working surface with an edge chamfer of varying geometry
GB2424017A (en) A cutter having depressions in its working surface
US20020062996A1 (en) Rotary contact structures and cutting elements
WO2018095441A1 (en) Single cone bit having rotating tooth
US20160129555A1 (en) Methods for pre-sharpening impregnated cutting structures for bits, resulting cutting structures and drill bits so equipped
AU2014352965B2 (en) Drill bits having blind-hole flushing and systems for using same
US20040231894A1 (en) Rotary tools or bits
RU2551575C1 (en) Crown bit
US9062502B2 (en) PDC disc cutters and rotary drill bits utilizing PDC disc cutters
US20150285005A1 (en) Rupture Cutters with High Penetration Utility
US20020066600A1 (en) Rotary tools or bits
RU2468175C1 (en) Heat cutting head with bottomhole stripper
RU2345209C1 (en) Blade reamer
RU2539471C2 (en) Drill crown with friction elements

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171113