RU2576261C1

RU2576261C1 - Drilling tools

Info

Publication number: RU2576261C1
Application number: RU2015121430/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2015-06-05
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2016-02-27

Abstract

FIELD: drilling of soil or rock.

SUBSTANCE: drilling tool comprises a housing with openings in which are fixed cutters insert comprising a shank and a working head portion of a torus. Working head inserts in the frontal plane is made of at least one recess arranged asymmetrically relative to the longitudinal axis of the shank, and the shank in cross section is formed as an asymmetric ring segment greater radius greater than the radius of the holes in the housing under the insert.

EFFECT: technical result is to increase the efficiency of the drilling tool.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот, преимущественно для ударно-вращательного бурения.The invention relates to drilling equipment, and in particular to the armament of drill bits, mainly for impact-rotary drilling.

Известен буровой инструмент, включающий твердосплавные вставки с цилиндрическим хвостовиком и сферической рабочей головкой, закрепляемые в отверстии корпуса (см. Масленников И.К. Справочник «Буровой инструмент». М.: Недра, 1989, с. 84, рис. 2.1.32a).A well-known drilling tool, including carbide inserts with a cylindrical shank and a spherical working head, fixed in the hole of the housing (see Maslennikov IK. Handbook "Drilling tool". M: Nedra, 1989, p. 84, Fig. 2.1.32a) .

К недостаткам данного бурового инструмента и вставки следует отнести высокую энергоемкость бурового инструмента, использующего вставки указанной конструкции.The disadvantages of this drilling tool and insert include high energy consumption of a drilling tool using inserts of this design.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями, в которых закреплены породоразрушающие вставки, включающие хвостовик и рабочую головку в виде части тора (см. авт. св. СССР №1344888, кл. E21B 10/16, 1987 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a drilling tool containing a housing with holes in which rock-cutting inserts are fixed, including a shank and a working head as part of a torus (see ed. St. USSR No. 1344888, class E21B 10/16, 1987).

Недостатком данного бурового инструмента является сравнительно невысокая эффективность его работы из-за большой контактной поверхности рабочей головки с забоем скважины.The disadvantage of this drilling tool is the relatively low efficiency of its work due to the large contact surface of the working head with the bottom hole.

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, содержащем корпус с отверстиями, в которых закреплены породоразрушающие вставки, включающие хвостовик и рабочую головку в виде части тора, согласно изобретению рабочая головка вставок во фронтальной плоскости выполнена по меньшей мере с одной выемкой, расположенной асимметрично относительно продольной оси хвостовика, а сам хвостовик в поперечном сечении выполнен в виде асимметричного кольцевого сегмента, больший радиус которого больше радиуса отверстия в корпусе под вставку.The specified technical result is achieved in that in a drilling tool containing a housing with holes in which rock cutting inserts are fixed, including a shank and a working head as a part of the torus, according to the invention, the working head of the inserts in the frontal plane is made with at least one recess located asymmetrically relative to the longitudinal axis of the shank, and the shank in cross section is made in the form of an asymmetric annular segment, the larger radius of which is greater than the radius of the hole in a sensor body insert.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен фрагмент бурового инструмента во фронтальной плоскости, на фиг. 2 - вид A на фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a fragment of a drilling tool in the frontal plane, FIG. 2 is a view A in FIG. one.

Буровой инструмент включает корпус 1 с отверстиями 2 под породоразрушающие вставки 3, содержащие хвостовик 4 и рабочую головку 5. Хвостовик 4 вставки 3 в поперечном сечении выполнен в виде асимметричного кольцевого сегмента 6, больший радиус R которого больше радиуса r отверстия 2 в корпусе 1 под вставку 3. Такая форма хвостовика 4 исключает проворот вставки 3 вокруг своей продольной оси 7 в отверстиях 2 корпуса 1 бурового инструмента и тем самым повышает надежность крепления вставки 3, что имеет особо важное значение для ударно-вращательного инструмента из-за значительных изгибающих нагрузок на вставки 3. При этом рабочая головка 5 во фронтальной плоскости выполнена по меньшей мере с одной выемкой 8, расположенной асимметрично относительно продольной оси 7 хвостовика 4. Каждая выемка 8 образует два рабочих выступа 9 и 10 разной формы, например конической 9 и клиновидной 10. Форма выступов 9 и 10 выбирается, как и величина эксцентриситета ε, в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород. При этом наличие выемки 8 на рабочей головке 5 позволяет при каждом ударе вставки создать по меньшей мере две зоны разрушения, что увеличивает суммарную площадь поражения забоя при каждом повороте бурового инструмента. Одновременно с этим благодаря асимметричному расположению выемки 8 относительно продольной оси хвостовика 4 при каждом повороте инструмента меняется зона поражения выступов 9 и 10 и исключается их попадание в одну и ту же зону, что уменьшает износ тела вставки и повышает ресурс ее работы.The drilling tool includes a housing 1 with holes 2 for rock cutting inserts 3, containing a shank 4 and a working head 5. The shank 4 of the insert 3 in cross section is made in the form of an asymmetric annular segment 6, the larger radius R of which is larger than the radius r of the hole 2 in the housing 1 for the insert 3. This shape of the shank 4 eliminates the rotation of the insert 3 around its longitudinal axis 7 in the holes 2 of the housing 1 of the drilling tool and thereby increases the reliability of attachment of the insert 3, which is especially important for percussion due to significant bending loads on the inserts 3. Moreover, the working head 5 in the frontal plane is made with at least one recess 8 located asymmetrically relative to the longitudinal axis 7 of the shank 4. Each recess 8 forms two working protrusions 9 and 10 of different shapes, for example, conical 9 and wedge-shaped 10. The shape of the protrusions 9 and 10 is chosen, as well as the eccentricity ε, depending on the physicomechanical properties of the drilled rocks. At the same time, the presence of a recess 8 on the working head 5 makes it possible to create at least two destruction zones with each stroke of the insert, which increases the total area of the bottom face destruction at each rotation of the drilling tool. At the same time, due to the asymmetric location of the recess 8 relative to the longitudinal axis of the shank 4, at each turn of the tool, the affected area of the protrusions 9 and 10 changes and their entry into the same zone is eliminated, which reduces wear on the insert body and increases its working life.

Таким образом, применение предложенного бурового инструмента позволяет повысить эффективность проведения буровых работ.Thus, the use of the proposed drilling tool can improve the efficiency of drilling operations.

Claims

A drilling tool comprising a housing with holes in which rock cutting inserts are fixed, including a shank and a working head as a part of a torus, characterized in that the working head of the inserts in the frontal plane is made with at least one recess located asymmetrically relative to the longitudinal axis of the shank, and the shank itself in cross section is made in the form of an asymmetric annular segment, the larger radius of which is greater than the radius of the hole in the housing for the insert.