RU9879U1 - Породоразрушающая вставка - Google Patents

Abstract

Породоразрушающая вставка, состоящая из корпуса, материала матрицы, твердосплавных и алмазных резцов, связанных сплавом, отличающаяся тем, что внутренняя и наружная калибрующие поверхности матрицы армированы рядами чередующихся между собой твердосплавных и алмазных резцов, ширина которых равна между собой, а высота твердосплавных резцов равна высоте подрезного алмазного слоя матрицы, высота твердосплавных резцов, установленных по торцу, равна двум диаметрам алмазного резца или полутора высотам импрегнированного алмазного слоя, и торцевые твердосплавные резцы выступают из тела матрицы на высоту, равную диаметру алмазного резца или половине высоты импрегнированного алмазного слоя матрицы.

Description

ПОРОДОРАЗРЖАЮЩАЯ iCTAliKA

ПоЛФШаЯ ИФДвЛЬ «ТИОвИТвЯ Х б/рОЛОМ TtXNMXt, J Ч&вТНОвТИ X П9рОДОрЯ8р)ГШаюЩ1Му ИМвТруМвИТу для бурШИИЯ aXJMUKMH.

Иажфвтиа породоpaiрушащая жотавха для буровом хороихи, вхлк) чающая хорпув о наполнит ол ом ив омоои матричного мат ори ала о юрками алмаюв С а.о.ССОР 473613, мл. 9/36, 1966г.)

Нодовтатхом тахоя j Taxxx являотоя оо ни1хая И1нозосто«1 хооть и1-1а нодоотаточиой твордооти маториала матрицм, что при буронии приводит X иитоноивному xsHooy маториала, обиажонию алмазнмх и вмпадоиип поолодних и1 породора1рушающом вот алии.

Наиболоо близхом х заяхляомому по тохмичооком оущнооти и довтигаомому ровультату являотоя породоразрушающая вотавха, вхлючащая хорпуо, в хотором олоями раоположони хрупнмо и мол « хио твордооплавнио зорна и алмазныо зорна, помощонныо можду твордооплавнши зорнами минимального размора При этом, воо олои зорон породоразрушасщои ввтавхи овязаны мягхим припоом (в. о.СССР 632623,хл.В211 9/36,1976, ).

ЛЛ.iioлi(OB S2I В22Д 19/06 atpNa равполож§иы шраплвниями м материале матрицы и йшль в

реи и алмазо ооущеетвлена мягким припоем, ti процевве бурения под воздеивтжием пород и шлама j первым момент проиоходит из нов мягком еоетааояющел ( припоя ), что приводит к повышенному изиооу материала матрицы - обнажение и отрыву твердосплавных зерен, нарушению целовтнооти матричного материала и выпадению еамих алмазов.

Заявляемое позволяет повысить изноооотонковть породоразрушаяцм ветавки.

Для повышения износоетоыковти мтавки, состоящей из корпия еа, материала матрицы, твердосплавных и алмазных резцов, свя занных аплавом, внутренняя и наружные калибрующие поверхности матрицы армированы рядами, чередующихая между собом твврдоап лавных и алмазных резцов, ширина которы равна между еобом, а выеета твердосплавных резцов равна высоте подрезного алмазного елея матрицы; выеота твердосплавных резцов, установленных по торцу, равна двум диаметрам алмазных резцов или полутора высо1 там импринированного алмазного слоя и торцевые твердосплавные резцм выступают из тела матрицы на высоту, равную диаметру алшзного резца или половине высоты имп per ни ро ванного алмазного влх.

На фиг.Х пояазама породоразрушающая ветавка. На фиг.2- ви ды А и Б се етсромы внутренних и наружных подрезных алмазных и твердосплавных резцов. На фиг.З - поперечным разрез по вставки С фиг.Х ) в однеслоыном исполнении торца матрицы. На фиг. 4 - теже, но в импрегнированном исполнении торца матрицы.

Породоразрушающая ветавка включает: корпус I, твердесплавные резцн 2, алмазные резцы 3, матрицу i, в которой размещены резцы 2 и 3 и импрегмированным слом 5. При этом, приняты следу щие обсзначения: а - ширина твердосплавного резца,d - диаметр алмазного резца, hp - выеета твердосплавного резца, Н - высота подрезного слоя (алмазного) матрицы, h, высота выпуска твев рдосплавногв резца на торце матрицы, Н|,« высота ммпрегнировш неге (алмазного) слоя матрицы.

Отличительными признаками заявляемего от прототипа являе ея псвышеияе изиоеостомкости вставки, чте дает возможность осу ществлять прецеее бурения по всему разрезу горных пород. Изнс состомкость повышается за применения твердосплавных рез цов. Высота твердосплавных резцов, установленных по торцу, равна двум диаметрам алмазных резцов при одиосломном исполнении ттрмцм и полутора высотам импрегнированногс слоя, обосновывает условиями певышения изноооотомкости матрицы за счет чередованш

2.

т1§рдоопдавН| и алмазных р§ацов. Общая высота твердовплалн х торцфвых резцов «оетоит из выооты их из т«ла матрица и овташ§мвя в т§л§ матрицы высотм, равном диаметру алмаза или вмвывоте импрегиированного алмазного олоя. При этом, уетановиа твердовплавних резцов е вшуеком из торца матрицы, равным диаметру алмазного резца или половине вывоты импрегнированноге алмазного алоя, опоообетотвует разрушению пород каи мягкой формации, так и ередней твердоети. Выеота выитупающем чаети твердосплавных рез « цов на торце матрицц обооновывавтея впоеобноотью повледних разрушать гормуп породу объемным аповобом или резанием. Воли вывета ш пуека твердоеплавного резца меньше диаметра алмазного резца при ОДНОСЛОЙНОМ иеполмении матрицы или половины выооты импрегнированнеге елоя матрицц, то снижается производительность бурения за очег уменьшения объема разрушаемой горной породы. При бурении перед оредней твердоети вывота выпуска твердоеплавного резца , бо лее диаметра алмаза или более половины выаоты импрегнированного алмазного олея, приводит к бнижению производительности бурения 3i ечег затупления угла приоатрения или и окалыванию резца.

Овтав1аяея вывота твердооплавного резца в теле матрицы, равная диаметру алмазного резца или выооте алмазного импрегнированнего елоя, обооиовываетоя возможно@тью повышения терц изновоот акоети торцевой чаети матрицы. Изноооотойкооть этой чаети матрицы повышает ея за ечет отруктуры твердое плавно го резца, которая получена в процееее епекания компонентов, поэтому такая втрукт ра менее подвержена мзнову, чем отруктура материала матрицы, из гетевленной методем инфильтрации еплава в материал матрицы. Кро МО этеге, указанная выеота позволяет улучшить уоловия крепления твердо в плавных резцов в материале матрицы. Меньшая выаота твердоеалавных резцов в теле матрицы приводит к ухудшению уоловий крепления резца в теае матрицы, а также к недостаточной защите алмазнего резца по его диаметру (выеоте) или импрег ни ро ванного олея при отработке поеледнего на вою выеету.

Для ебеепечения минимального изнооа, оеобенно при бурении пород оредней твердооти и твердых, а также пород оеадочного про иохождения, гравяймо- галечных обломочных отложениа, на внутр« ней и наружной калибрующих чаотях матрицы С внутренних и наружных подревмых алмазах ) уетановлены тмрдоеплавные резцы, ширищ которых равнв ширине алмазных резцовСих диаметру). Уетановленнш твердооплавные резцы предохраняют материал матрицы от окола и о изноеа, а вледовательно и алмазы, закрепленные в материале матр1 цы. Ширина установленных твердовплавных резцов, равная ширине

алмазных резцов Сих диаметру ), odeGnoHHJia лучшие уололия по сра днению о прототипом, при калибро ании стенок вкдажииы и защиту алмазных резцоа л процезее бурения за счет больших значении величины ианооэвтомхоэти монолитных твердо о плавных резцов по оравнению G твердоеплавными зернами, вкрапленными в матричным мате риал, скрепленный мяпим припоем у прототипа. Ширина твердовплавных резцов меньшая, чев ширина алмазных резцов, снижает изноооо томкооть матрицы и эффективность защиты алмазных резцов, по причине увеличения объма менее изноиосто14кого матричного материала. Ширина твердовплавных резцов, большая чея алмазных, уменьшает кс личеотво установленных алмазных резцов, что ухудшает колибрующие своиотва вставки, т.к. снижается количество подрезных алмазов по мавое и ухудшает ияносостоикодть ватавки.

1 ыоота твердосплавных резцов равна выооте подрезного алмаз него влоя. Меньшая высота подрезных твердосплавныз резцов не ебеопечивает защиту подреаных алмазных резцов на вею их высоту от швшенного ианоаа, а увеличение высоты, больше предлагаемом, приводит к дополнительному расходу твердосплавных резцов и увеличению общей высоту матрицы.

Износостомкоеть материала матрицы повыоаетея также за вчет использования металличеоком евязки, еоотавлеином на основе вольфрамо-нобальтовом емеем, связанном при термообработке вплавами на основе меди и закрепления алмазных и твердоеплавных резцов в твер довплавном матричном материале при рекриеталлиаации еплава.

Матрица породораарушающем вотавки может выполнена как однооломнем, так и импрегиированнои.

Собранная и а нескольких вставок например, буровая коронка осу ществляет процесс бурения в перемежающихся по твердости породах следующим обраасм. Вели в массиве присутствуют мягкие или породы среднем твердсстиС )сатегорим по буримости ), то основную работу по объемному раарущению или резанию выполняют реацм 2, имею1щне предварительное обнажение. В тоже время резцы 3 или импрегнированным алмааным слом 5 выполняют вспомсгательную работу по разрушению поверхностного слоя или по переиамельчению крупных фрак. цим разбуренном породи. При | трече в массиве с твердыми породам резцы 2 не могут внедряться в породу на всю высоту выпуска и процесс раарушения последней переходит в микрорезание или истиранят Резцм 2 в процессе бурения теряют предварительное обнажение и в работу вступают алмааные резцы 3 или импрегнированным алмазный слом 5. При ианашивании резцов 3 или слоя 5 происходит одновремжное обнажение резцов 2, находящихся в теле матрицы. При измененж ткврдооти породы на более мягкую л работу яетупают JHO обнажил

шиовя 2. Такое чередование процеова может происходить до noxHoii отработки матрицы, jj процессе бурения «нутрениие и наружнме стенки J тaлки активно участ уют л работе по калиброванию на ружНя1Х отенои екважины и оформлению атолбика керна, например, npi колонколюм бурении.

Таким образом, предлагаемая поро до разрушающая обевшMJ jiaer раарушенис первмвжающихея по твердости горна х пород за очет повышения изноооотомкооти матрицы, внутреняя и наружная по дерхновти котором армированы рядами чередующихвя между собом твфдосплавных и алмазных резцов, ширина которых равна между аобом, а выеота твердовплавных резцов равна высоте подрезного алмазного олоя матрицы; высота твердосплавных резцов, установленных по Topii ц/, равна двум диаметрам алмазного резца или полутора высотам импperнированного алмазного слоя и торцевые твердосплавные резцы выступают из тела матрицы на высоту, равную диаметру алмазного резца или половине выеоте импрегнированного алмазного слоя мат рицм.

Экономический эффект от использования предлагаемого техничвкого решения может быть получен за очет применения последнего npi бурении пород пе всему разрезу. При этом, увеличивается время чистого бурения, повшается производительность и снижается етоимость I п.м. бурения.

Руководитель патентного подразделения Е.П.Березка

5.

АяорU Л.Л.Йолков

Claims (1)

1. Породоразрушающая вставка, состоящая из корпуса, материала матрицы, твердосплавных и алмазных резцов, связанных сплавом, отличающаяся тем, что внутренняя и наружная калибрующие поверхности матрицы армированы рядами чередующихся между собой твердосплавных и алмазных резцов, ширина которых равна между собой, а высота твердосплавных резцов равна высоте подрезного алмазного слоя матрицы, высота твердосплавных резцов, установленных по торцу, равна двум диаметрам алмазного резца или полутора высотам импрегнированного алмазного слоя, и торцевые твердосплавные резцы выступают из тела матрицы на высоту, равную диаметру алмазного резца или половине высоты импрегнированного алмазного слоя матрицы.