SU1404631A1

SU1404631A1 - Drill bit cronw

Info

Publication number: SU1404631A1
Application number: SU853884237A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Новиков; Юрий Петрович Линенко-Мельников; Игорь Аркадьевич Свешников; Герман Владиславович Арцимович; Сергей Дмитриевич Заболотный; Сергей Викторович Смекаленков; Эмиль Григорьевич Аптов; Юрий Ариевич Медовый; Исаак Львович Карасик; Вильям Николаевич Гиренко; Александр Николаевич Третяченко
Original assignee: Институт сверхтвердых материалов АН УССР; Кузнецкий машиностроительный завод; Комбинат "Кривбассшахтопроходка"
Priority date: 1985-04-16
Filing date: 1985-04-16
Publication date: 1988-06-23

Abstract

Изобретение относитс к разрушению горных пород буровыми коронками дл ударного бурени и позвол ет повысить эффективность бурени породы и работоспособность коронки за счет образовани кольцевой зоны предразрушени . Коронка включает корпус 1 с закрепленными на торце по концентрическим окружност м от центра к периферии твердосплавными вставками 2 и 3 с цилиндрическими хвостовиками и рабочими част ми 4, расположенными на одном уровне и выполненными в виде выпуклой криволинейной поверхности вращени , пересекающейс с цилиндрической поверхностью хвостовика. Центр 5 вр ащени криволинейной поверхности вставок 2, 3 находитс вне оси 6 хвостовика. Наибольший размер поперечного сечени рабочей части вставок 2, 3 расположен по контуру коронки. При нанесении ударов по забою под действием рабочих частей 4 образуетс кольцева зона предразрушени . При пересечении трещин, образующихс от вставок 3, с кольцевой трещиной кольцевой зоны происход т отделение продуктов разрушени от забо и вынос их из зоны разрущени промывочной жидкостью. 1 ил. о (ЛThe invention relates to the destruction of rocks by drill bits for percussion drilling and improves the drilling efficiency of the rock and the performance of the crown due to the formation of an annular pre-fracture zone. The crown includes a housing 1 with carbide inserts 2 and 3 fixed at the end of the concentric circumferences from the center to the periphery with cylindrical shanks and working parts 4 arranged at the same level and made in the form of a convex curvilinear surface of rotation intersecting the cylindrical surface of the shank. The center 5 of the curvilinear surface of the inserts 2, 3 is located outside the axis 6 of the shank. The largest cross-sectional size of the working part of the inserts 2, 3 is located along the crown contour. When striking a face under the action of the working parts 4, an annular pre-destruction zone is formed. At the intersection of cracks formed from the inserts 3, with an annular crack of the annular zone, the products of destruction are separated from the bottom and removed from the zone of destruction by the washing liquid. 1 il. o (l

Description

О5O5

соwith

Изобретение относитс к разрушению горных пород буровыми коронками дл ударного бурени и может быть использовано дл оснащени исполнительных органов горных машин, примен емых дл бурени взрывных скважин по крепким породам на предпри ти х угольной и горно-рудной промышленности.The invention relates to the destruction of rocks by drill bits for percussive drilling and can be used to equip the executive bodies of mining machines used for drilling blastholes of hard rock in the coal and mining industries.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности бурени породы и работоспособности коронки за счет образовани кольцевой зоны предразрушени .The aim of the invention is to increase the drilling efficiency of the rock and the performance of the crown due to the formation of an annular pre-destruction zone.

На чертеже изображена бурова коронка , общий вид.The drawing shows a drill crown, a general view.

Бурова коронка состоит из корпуса 1, периферийных твердосплавных вставок 2 и вставок 3 на смежных концентрических окружност х . Периферийные вставки 2 выполнены с рабочей частью 4, представл ющей собой пересечение цилиндрического хвостовика диаметром D с криволинейной поверхностью вращени радиусом R, ось или центр 5 которой находитс вне оси 6 хвостовика периферийных вставок 2. При этом рабочие части 4 вставок расположены вдоль контура коронки , а по высоте - на одном уровне с вершинами рабочих участков 7 вставок 3 смежной концентрической окружности меньшего радиуса.The drill crown consists of body 1, peripheral carbide inserts 2 and inserts 3 on adjacent concentric circles. The peripheral inserts 2 are made with a working part 4, representing the intersection of a cylindrical shank with a diameter D with a curved rotational surface of radius R, whose axis or center 5 is outside the axis 6 of the shank of the peripheral inserts 2. At the same time, the working parts of the four inserts are located along the crown contour, and in height, on the same level as the tops of the working sections of 7 inserts 3 of an adjacent concentric circle of smaller radius.

Рассто ние между окружностью, на которой размешены рабочие части 4 периферийных вставок 2, и рабочими участками 7 вставок 3, лежащих на смежной концентрической окружности, равно 0,4-l,0d, где d - диаметр хвостовика вставки 3 смежной концентрической окружности. Соотношение диаметров хвостовиков периферийных вставок 2 и вставок 3, расположенных на концентрических окружност х с меньшими радиусами , находитс в пределах D/d l,0-1,5.The distance between the circle on which the working parts 4 of the peripheral inserts 2 are placed and the working sections 7 of the inserts 3 lying on an adjacent concentric circle is 0.4-l, 0d, where d is the diameter of the shank of the insert 3 of an adjacent concentric circle. The ratio of the diameters of the shanks of the peripheral inserts 2 and the inserts 3 located on concentric circles with smaller radii is in the range of D / d l, 0-1.5.

Бурова коронка работает следующим образом.Burov crown works as follows.

Бурова коронка закрепл етс на штанге перфоратора, например, с помощью резьбового соединени , выполненного в корпусе 1. При нанесении нескольких ударов коронкой по забою под действием рабочих частей ,4 периферийных вставок 2 образуетс кольцева зона предразрущени (кольцева трещина 8) вл юща с продолжением стенок скважины. При этом зоны 9 предразрушени от воздействи вставок 3, расположенных на смежных концентрических окружност х меньших радиусов, благодар экранирующему действию кольцевой трещины 8 расположены в массиве горной породы, наход щейс непосредственно под забоем скважины . При пересечении трещин, образующихс от вставок 3, с кольцевой трещиной 8 происходит отделение продуктов разруще- ни от забо скважины и вынос их из зоны разрушени промывочной жидкостью. При этом эффективность разрушени породы повышаетс за счет того, что рассто ние fThe drill bit is attached to the punch rod, for example, using a threaded joint made in the housing 1. When several blows are applied to the face by the crown under the action of the working parts, 4 peripheral inserts 2 form an annular pre-fracture zone (ring crack 8) which is a continuation of the walls wells. At the same time, pre-destruction zones 9 from the impact of inserts 3 located on adjacent concentric circles of smaller radii, due to the shielding effect of the annular crack 8, are located in the rock massif immediately below the bottom of the well. When crossing the cracks formed from the inserts 3, with the annular crack 8, the products of destruction are separated from the well bottom and removed from the zone of destruction by the washing liquid. At the same time, the efficiency of rock destruction is increased due to the fact that the distance f

между окружностью, на которой расположены рабочие части 4 периферийных вставок 2, и рабочими участками 7 вставок 3 смежной концентрической окружности меньшего радиуса уменьщено до 0,4-l,0d.between the circle on which the working parts 4 of the peripheral inserts 2 are located, and the working sections 7 of the inserts 3 of the adjacent concentric circle of smaller radius is reduced to 0.4-l, 0d.

Нижний предел этого соотношени (0,4d) выбран из услови размещени вставок 3 смежной концентрической окружности в корпусе коронки. При меньшей величине соотношени отверсти дл размещени вста0 вок 3 выход т за пределы корпуса коронки. При нанесении последующих ударов цикл разрушени повтор етс - кольцева трещина 8 распростран етс вглубь массива, как бы продолжа стенки скважины, а трещины от воздействи вставок 3 распростран ютс непосредственно , под забоем скважины до пересечени с кольцевой трещиной 8. При этом вс энерги , передаваема коронке , расходуетс на разрущение забо , что обеспечивает повыщение скорости бурени .The lower limit of this ratio (0.4d) is selected from the condition of placing the inserts 3 of an adjacent concentric circle in the crown body. At a lower value, the ratio of hole for placing inserts 3 extends beyond the crown body. When subsequent blows are applied, the fracture cycle repeats — the annular crack 8 extends into the bulk of the array, as if continuing the walls of the well, and the cracks from the impact of the inserts 3 propagate directly, below the bottom of the well to intersect the annular crack 8. In this case, all the energy transmitted to the crown , is spent on the destruction of the bottom, which provides an increase in the rate of drilling.

5five

00

5five

Благодар тому, что рабочие части 4 периферийных вставок 2 имеют площадь контакта с породой, обеспечивающую ее объемное разрушение, достигаетс повышение стойкости коронок за счет уменьщени износа рабочих частей 4 периферийных вставок 2.Due to the fact that the working parts 4 of the peripheral inserts 2 have an area of contact with the rock, ensuring its volumetric destruction, the durability of the crowns is improved by reducing the wear of the working parts 4 of the peripheral inserts 2.

00

5five

Оптимальна площадь контакта рабочих частей 4 периферийных вставок 2 обеспечиваетс выполнением их хвостовиков диаметром D,величина которого находитс в пределах D/d l,0-1,5. Выполнение хвостовиков периферийных вставок 2 диаметром D, меньщим диаметра хвостовика вставок 3, приводит к уменьшению прочности вставок 2 и, как следствие, к увеличению удельного расхода коронок. Выполнение хвостовиков периферийных вставок 2 диаметром D, большим l,5d, затрудн ет размещение периферийных вставок 2 и вставок 3 смежной концентрической окружности на рабочей поверх- 0 ности коронки: необходимо увеличивать рассто ние F между окружностью, на которой размещены рабочие части 4 перифер ийных вставок 2, и рабочими участками 7 вставок 3, что, в свою очередь, приводит к снижению эффективности бурени . Выполнение хвостовиков периферийных вставок 2 диаметром Dp 71,5 приводит также к нерациональному использованию твердого сплава.The optimum contact area of the working parts 4 of the peripheral inserts 2 is ensured by the implementation of their shanks with a diameter D, the size of which is within the limits of D / d l, 0-1.5. The implementation of the shanks of the peripheral inserts 2 with a diameter D, smaller than the diameter of the shank inserts 3, leads to a decrease in the strength of the inserts 2 and, consequently, to an increase in the specific consumption of crowns. The implementation of the shanks of the peripheral inserts 2 with a diameter D greater than l, 5d makes it difficult to place the peripheral inserts 2 and inserts 3 of an adjacent concentric circle on the working surface of the crown: it is necessary to increase the distance F between the circle on which the working parts 4 of the peripheral inserts are placed 2, and working areas 7 of the inserts 3, which, in turn, leads to a decrease in drilling efficiency. The implementation of the shanks of the peripheral inserts 2 with a diameter of Dp 71.5 also leads to the irrational use of hard alloy.

5five

Claims

Invention Formula

Drill bit for shock drilling, including a body with carbide inserts fixed at the end along concentric circumferences from the center to the periphery with cylindrical shanks and working parts arranged in the form of a convex curvilinear surface of rotation and crossing 1404631 34

needle with a cylindrical surface - the center of rotation of the curved surface

Totaka, characterized in that, for the purpose of peripheral inserts located off-axis

higher drilling efficiency of the Ikhvostovik rock, and the largest size of the transverse performance of the crown due to the circumferential section of the working part of the insert for defining the annular prefracture zone is false along the crown contour.