RU2582357C1

RU2582357C1 - Drilling cutting bit

Info

Publication number: RU2582357C1
Application number: RU2015103098/03A
Authority: RU
Inventors: Валерий Васильевич Афонин
Original assignee: Валерий Васильевич Афонин
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-04-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to mining industry, particularly, to drill cutting bits used in seismic survey at drilling of blast holes in unstable earth and flooded rocks of I-IV category by drillability. Drilling cutting bit includes housing with through axial hole, side cutters are reinforced with hard alloy and arranged on bit housing. Drilling cutting bit also comprises disposable plug, upper part of which is made with sealing collars; body of disposable plug is made hollow, and in end of bit case there is groove.

EFFECT: technical result consists in drilling in drift-sands with guaranteed immersion of charge of explosive substances in well.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к конструкциям буровых режущих долот, применяемых в сейсморазведке при бурении взрывных скважин в неустойчивых грунтах и обводненных породах I-IV категории по буримости.The invention relates to the mining industry, in particular to the design of drilling cutting bits used in seismic exploration when drilling blast holes in unstable soils and flooded rocks of I-IV category for drillability.

Из уровня техники известно буровое режущее открывающееся долото (Е.И. Танов с соавт. Шнековый буровой инструмент. М.: Недра, 1985, с. 30-31), содержащее корпус со сквозным осевым отверстием, периферийные резцы-расширители, размещенные на корпусе, крышку в виде плоского диска, сопряженную в закрытом положении с выточкой в осевом отверстии корпуса. На наружной стороне крышки неподвижно размещена жестко связанная с ней лопасть с режущими элементами. Корпуса периферийных резцов-расширителей выполнены в виде проушин, в которых размещены концы лопасти, при этом один из них соединен со своей проушиной шарнирно с помощью пропущенной насквозь оси, а второй - с помощью легко срезаемого шплинта - фиксатора закрытого положения крышки. В качестве шплинта обычно используют алюминиевую проволоку или спичку.The prior art drilling cutting opening bit (EI Tanov et al. Auger drilling tool. M .: Nedra, 1985, S. 30-31), containing a housing with a through axial hole, peripheral cutting tools, extenders placed on the housing , a cover in the form of a flat disk, conjugated in a closed position with a recess in the axial hole of the housing. On the outside of the lid, a rigidly attached blade with cutting elements is fixedly fixed. The cases of the peripheral cutter-expanders are made in the form of eyes, in which the ends of the blade are placed, one of them being pivotally connected to its eye with the help of an axis passed through and the other with the help of an easily cut cotter pin - a latch for closing the cover. As a cotter pin, an aluminum wire or match is usually used.

Недостатками известного технического решения являются сложная конструкция долота; в процессе бурения нельзя приподнимать долото над забоем скважины из-за вероятности открытия крышки клапана; невозможность погружения заряда взрывчатых материалов (далее ВМ) в геологических разрезах, осложненных наличием валунно-галечных отложений; зажатие участковых проводов (шестов или насадки) в корпусе долота крышкой при погружении заряда ВМ в плывун; повреждение участковых проводов из-за наматывания их на крышку долота при подъеме и разборе шнековой колонны.The disadvantages of the known technical solutions are the complex design of the bit; during drilling, it is impossible to raise the bit above the bottom of the well due to the probability of opening the valve cover; the impossibility of immersing a charge of explosive materials (hereinafter VM) in geological sections complicated by the presence of boulder-pebble deposits; clamping of district wires (poles or nozzles) in the body of the bit with a cover when the VM charge is immersed in a quicksand; damage to district wires due to winding them on the bit cover when lifting and disassembling a screw column.

Известно буровое режущее долото (патент РФ №75403 U1, МПК E02D 7/22, 2006 г.), содержащее корпус со сквозным осевым отверстием, лопасти с периферийными резцами и крышку, размещенную в отверстии, с выполненной на ее наружном торце двухперой режущей частью. Элемент, связывающий крышку долота с корпусом, выполнен в виде троса и размещен внутри долота, а крышка выполнена в виде хвостовика с проушиной на верхнем торце для соединения с тросом и имеет кольцевую канавку для шарикового фиксатора крышки и канавку с эластичным уплотнением. На крышке образованы две боковые параллельные грани, сопряженные с конгруэнтным им пазом в корпусе долота для передачи крутящего момента на режущую часть.Known drill cutting bit (RF patent No. 75403 U1, IPC E02D 7/22, 2006), comprising a housing with a through axial hole, blades with peripheral cutters and a cover located in the hole, with a double-edged cutting part made on its outer end. The element that connects the bit cover to the body is made in the form of a cable and placed inside the bit, and the cover is made in the form of a shank with an eye on the upper end for connecting to the cable and has an annular groove for the ball cap of the cover and a groove with an elastic seal. Two parallel parallel faces are formed on the lid, mating with a congruent groove in the bit body for transmitting torque to the cutting part.

Область использования такого долота ограничивается бурением скважин для буронабивных свай. Применению его для бурения взрывных скважин препятствует крышка долота, в открытом положении наполовину перекрывающая сечение отверстия и являющаяся помехой для погружения заряда.The area of use of such a bit is limited to drilling wells for bored piles. Its use for drilling blast holes is prevented by the cap of the bit, which in the open position half overlaps the section of the hole and is an obstacle to the immersion of the charge.

В качестве прототипа заявленного технического решения выбрана конструкция бурового открывающегося долота (патент РФ №2481458 С2, МПК Е21В 10/42, 2006 г.), содержащего корпус со сквозным осевым отверстием, крышку, сопряженную в закрытом положении с выточкой в нижней части отверстия и шарнирно связанную с корпусом в плоскости оси отверстия, а также резцы, расположенные на наружной стороне крышки, при этом на торцевой поверхности корпуса выполнен диаметрально расположенный паз, а на крышке - радиальные выступы, сопряженные с упомянутым пазом, при этом шарнирное соединение крышки с корпусом образовано круглыми гнездами, соосными друг другу и размещенными на противоположных боковых сторонах одного из радиальных выступов крышки, а также сопряженными с этими гнездами конгруэнтными им шипами, образованными на концах конструктивных элементов, неподвижно соединенных с корпусом долота.As a prototype of the claimed technical solution, the design of an opening drill bit (RF patent No. 2481458 C2, IPC ЕВВ 10/42, 2006) was selected, comprising a body with a through axial hole, a cover mated in a closed position with a recess in the lower part of the hole and hinged associated with the housing in the plane of the axis of the hole, as well as cutters located on the outer side of the lid, while on the end surface of the housing there is a diametrically located groove, and on the lid there are radial protrusions associated with said groove, the hinged connection of the cover with the body is formed by round sockets coaxial to each other and placed on opposite sides of one of the radial protrusions of the cover, as well as spikes conjugated with these sockets formed at the ends of structural elements fixedly connected to the body of the bit.

Недостатком прототипа является то, что в процессе бурения нельзя приподнимать долото над забоем скважины из-за вероятности открытия крышки клапана; невозможность погружения заряда ВМ в геологических разрезах, осложненных наличием валунно-галечных отложений; зажатие участковых проводов (шестов или насадки) в корпусе долота крышкой при погружении заряда ВМ в плывун; повреждение участковых проводов из-за наматывания их на крышку долота при подъеме и разборе шнековой колонны.The disadvantage of the prototype is that during drilling it is impossible to raise the bit above the bottom of the well due to the likelihood of opening the valve cover; the impossibility of immersing the VM charge in geological sections complicated by the presence of boulder-pebble deposits; clamping of district wires (poles or nozzles) in the body of the bit with a cover when the VM charge is immersed in a quicksand; damage to district wires due to winding them on the bit cover when lifting and disassembling a screw column.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а также создание бурового режущего долота простой конструкции, герметичного при бурении в плывунах, с возможностью в процессе бурения отрывать долото от забоя для проработки скважины, а также гарантированное погружение заряда ВМ в геологических разрезах, осложненных наличием плывунов или валунно-галечных отложений.The objective of the present invention is to eliminate the above drawbacks, as well as creating a drilling cutting bit of a simple design, sealed when drilling in quicksand, with the ability to tear off the bit from the bottom during drilling while drilling the well, as well as guaranteed immersion of the VM charge in geological sections complicated by the presence of quicksand or boulder-pebble deposits.

Поставленная задача решается тем, что буровое режущее долото, содержит корпус со сквозным осевым отверстием, боковые резцы, армированные твердым сплавом и размещенные на корпусе долота, при этом буровое режущее долото содержит одноразовую заглушку, верхняя часть которой выполнена с уплотнительными буртиками, корпус одноразовой заглушки выполнен пустотелым, а в торце корпуса долота выполнена проточка.The problem is solved in that the drilling cutting bit contains a body with a through axial hole, side cutters reinforced with hard alloy and placed on the body of the bit, while the drilling cutting bit contains a disposable plug, the upper part of which is made with sealing collars, the body of a disposable plug is made hollow, and a groove is made at the end of the bit body.

Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - долото, вид сбоку, с местным разрезом; фиг. 2 - долото, вид сбоку, пунктиром показан другой угол расположения резцов; фиг. 3 - долото, вид снизу (без заглушки); фиг. 4 - заглушка долота, вид сбоку; фиг. 5 - заглушка долота, вид сбоку (в разрезе).The invention is illustrated by drawings: FIG. 1 - bit, side view, with a local cut; FIG. 2 - bit, side view, the dotted line shows a different angle of the incisors; FIG. 3 - bit, bottom view (without plug); FIG. 4 - cap plug, side view; FIG. 5 - cap plug, side view (sectional view).

Буровое режущее долото содержит корпус 1, имеющий сквозное осевое отверстие 2. Верхняя часть долота выполнена в виде резьбового хвостовика 3 для соединения со шнеком (на чертежах не показан). На корпусе 1 долота диаметрально расположены резцы 4, армированные твердым сплавом 5, при этом резцы 4 не имеют проушин. В зависимости от условий бурения резцы 4 могут располагаться на корпусе 1 под разными углами и иметь различную форму (фиг. 3). Нижняя часть корпуса 1 перекрыта одноразовой заглушкой 6, которая удерживается в корпусе 1 при помощи буртиков 7 на верхней части заглушки 6.The drill cutting bit contains a housing 1 having a through axial hole 2. The upper part of the bit is made in the form of a threaded shank 3 for connection with a screw (not shown in the drawings). On the body 1 of the bit are diametrically located cutters 4, reinforced with hard alloy 5, while the cutters 4 do not have eyes. Depending on the drilling conditions, the cutters 4 can be located on the housing 1 at different angles and have a different shape (Fig. 3). The lower part of the housing 1 is covered by a disposable plug 6, which is held in the housing 1 by means of collars 7 on the upper part of the plug 6.

Для обеспечения дополнительной герметичности долота при бурении в напорных плывунах в торце корпуса 1 сделана проточка 8, в соответствии с которой исполнена конфигурация заглушки 6. Заглушка 6 (фиг. 4, 5) имеет пустотелый корпус. Нижняя часть корпуса выполнена в форме конуса 9, на верхней части выполнены уплотнительные буртики 7. При такой конструкции долота разрушение породы на забое скважины происходит по кольцу, а кернообразующий материал раздавливается конусной частью заглушки 6.To ensure additional tightness of the bit when drilling in pressure holes in the end of the housing 1, a groove 8 is made, in accordance with which the configuration of the plug 6. The plug 6 (Fig. 4, 5) has a hollow body. The lower part of the body is made in the form of a cone 9, the sealing shoulders are made on the upper part 7. With this design of the bit, rock destruction at the bottom of the well occurs along the ring, and the core-forming material is crushed by the conical part of the plug 6.

Отверстие в торцовой части корпуса 1 долота герметично закрывается одноразовой заглушкой 6, которая надежно удерживается в корпусе 1 долота при помощи уплотнительных буртиков 7, что позволяет прорабатывать скважину, отрывая долото от забоя. Заглушка 6 может быть выполнена способом отливки из износостойкого материала с высокой температурой деформации.The hole in the end part of the body 1 of the bit is hermetically closed by a disposable plug 6, which is securely held in the body 1 of the bit by means of sealing collars 7, which allows you to drill the hole, tearing the bit from the bottom. The plug 6 can be made by casting from a wear-resistant material with a high deformation temperature.

Используют долото следующим образом. Перед бурением нижнюю часть корпуса 1 долота перекрывают заглушкой 6, опускают буровой снаряд на грунт и производят бурение до необходимой глубины. Затем приподнимают шнековую колонну над забоем на величину, достаточную для погружения заряда ВМ, выбивают заглушку 6 из долота ударом насадки на шестах и опускают заряд на забой скважины. После этого колонну поднимают, последовательно демонтируя шнеки.Use a chisel as follows. Before drilling, the lower part of the body 1 of the bit is covered with a plug 6, the drill is lowered to the ground and drilling is carried out to the required depth. Then, the screw column is lifted above the bottom by an amount sufficient to immerse the VM charge, knock out plug 6 from the bit by striking the nozzle on the poles and lower the charge to the bottom of the well. After that, the column is raised, sequentially dismantling the screws.

Заявленное долото имеет простую конструкцию, легко изготавливается и может успешно применяться при бурении как в однородных геологических разрезах, так и осложненных наличием плывунов, камней или галечника, обеспечивая гарантированное погружение заряда ВМ в скважину. В случае износа или деформации резцов долота они заменяются на новые. Исключается повреждение участковых проводов при погружении заряда в скважину, а также при подъеме и разборе шнековой колонны.The claimed bit has a simple design, is easy to manufacture and can be successfully used when drilling both in homogeneous geological sections and complicated by the presence of quicksand stones or pebbles, ensuring guaranteed immersion of the VM charge in the well. In case of wear or deformation of the bit cutters, they are replaced with new ones. Damage to district wires is excluded when the charge is immersed in the well, as well as when lifting and disassembling a screw column.

Claims

A drilling cutting bit comprising a housing with a through axial bore, side cutters reinforced with carbide and placed on the housing of the bit, characterized in that the drilling cutting bit contains a disposable plug, the upper part of which is made with sealing collars, while the housing of the disposable plug is made hollow, and a groove is made at the end of the bit body.