SU1506064A1

SU1506064A1 - Crown bit

Info

Publication number: SU1506064A1
Application number: SU874297029A
Authority: SU
Inventors: Лазарь Николаевич Федоров; Лев Дмитриевич Мастепако
Original assignee: Институт горного дела Севера Якутского филиала СО АН СССР
Priority date: 1987-08-29
Filing date: 1987-08-29
Publication date: 1989-09-07

Abstract

Изобретение относитс к бурению геологоразведочных скважин, а именно к породоразрушающему инструменту дл бурени с отбором керна. Цель изобретени - повышение ресурса коронки (К) путем установки алмазно-твердосплавных пластин (АТП) 2 по мере их износа на новые режущие кромки за счет проворачивани АТП 2 вокруг оси, перпендикул рной их передней грани, а также снижение напр жений в АТП 2. Дл этого АТП 2 установлены в прорези в торцовой части корпуса 1 К вместе с пластиной-фиксатором (ПФ) 3 из сплава с пам тью формы. На твердосплавной подложке 5 АТП 2 выполнены концентрические, а на задней стенке прорези - взаимно пересекающиес канавки. При бурении выступающие за торец корпуса К части АТП 2 взаимодействуют с горной породой на забое, разруша ее. При износе режущие кромки, образованные алмазоносным слоем 4 на подложке АТП 2, тер ют свою режущую способность, а АТП 2 удерживаютс в прорез х корпуса за счет заполнени их ПФ 3. Дл установки АТП 2 на новые режущие кромки струей жидкого азота или путем помещени К в морозильную камеру охлаждают ПФ 3 до температуры первичной деформации, т.е. до -(50-80)°С, и ПФ 3 принимает форму плоской пластины без канавок. При достижении положительной температуры ПФ 3 снова заполн ет канавки на задней стенке подложки АТП 2 и прорези, и АТП прочно закрепл ютс в прорез х К. 4 ил.The invention relates to the drilling of exploration wells, namely to a rock cutting tool for core drilling. The purpose of the invention is to increase the resource of the crown (K) by installing diamond-hard-alloy plates (ATP) 2 as they wear out on new cutting edges due to turning ATP 2 around an axis perpendicular to their front face, as well as reducing the stresses in ATP 2. For this, ATP 2 is installed in a slot in the front part of the body 1 K together with a plate-holder (PF) 3 of an alloy with a shape memory. On the carbide substrate 5 ATP 2 are concentric, and on the rear wall of the slot are mutually intersecting grooves. When drilling, protruding beyond the end of the hull K, ATP 2 units interact with the rock at the bottom, destroying it. When worn, the cutting edges formed by the diamond layer 4 on the substrate ATP 2 lose their cutting ability, and the ATP 2 is retained in the slots of the body by filling them with PF 3. To install ATP 2 on new cutting edges with a stream of liquid nitrogen or by placing K PF 3 is cooled to the freezing chamber to the temperature of primary deformation, i.e. to - (50-80) ° С, and ПФ 3 takes the form of a flat plate without grooves. When the positive temperature is reached, PF 3 refills the grooves on the back wall of the substrate ATP 2 and the slots, and the ATP are firmly fixed in the slots x K. 4, or 4.

Description

Изобретение относитс к, бурению геологоразведочных скважин, а именно к породоразрушакщему.инструменту дл бурени с отбором керна.The invention relates to the drilling of exploration wells, namely, rock cutting tools for drilling with core sampling.

Целью изобретени вл етс повышение ресурса коронки путем установки алмазно-твердосплавных пластин по мере их износа на новые режущие кромки за счет проворачивани алмазо-твердо- сплавных пластин вокруг оси, перпендикул рной их передней грани, а также снижение напр жений в алмазно- твердосплавных пластинах.The aim of the invention is to increase the life of the crown by installing diamond-hard-alloy plates as they wear out at new cutting edges due to turning the diamond-hard-alloy plates around the axis perpendicular to their front face, as well as reducing the stresses in the diamond-hard-alloy plates.

На фиг. 1 представлена алмазно- твердосплавна пластина с пластиной- фиксатором; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2.FIG. 1 shows a carbide-hard diamond plate with a fixing plate; in fig. 2 — node I in FIG. one; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2; in fig. 4 is a view B in FIG. 2

Коронка состоит из корпуса 1 алмазно-твердосплавной пластины 2, пластины-фиксатора 3. Алмазно-твердосплавна пластина имеет алмазоносный слой 4 и твердосплавную подложку 5, на которой выполнены концентрические канавки 6. Взаимопересекающиес канавки вьтолнены на задней стенке прорези .The crown consists of a body 1 of a diamond-carbide plate 2, a plate-holder 3. The diamond-hard alloy plate has a diamond layer 4 and a carbide substrate 5 on which concentric grooves 6 are made. The intersecting grooves are formed on the back wall of the slot.

Коронка работает следующим образом .The crown works as follows.

При передаче крут щего момента и осевой нагрузки на коронку 1 выступающие на торце корпуса части алмазно-твердосплавных пластин 3 осуществл ют разрушение горной породы на забое . При зтом алмазно-твердосплавна пластина, состо ща из твердосплавной подложки 5 и алмазного сло 4, удерживаетс в прорези за счет запол нени ее пластиной-фиксатором 3.When transmitting the torque and axial load on the crown 1, the portions of the diamond-carbide plates 3 protruding at the end of the casing destroy the rock at the bottom. At this time, a diamond-carbide plate consisting of a carbide substrate 5 and diamond layer 4 is retained in the slot by filling it with a plate-holder 3.

В исходном состо нии пластина-фиксатор 3, изготовленна из сплава с пам тью формы, представл ет собой пластину толщиной около 2 мм, повтор ющую по форме сечение стенки прорези . При температуре -(50-80)С пластина сжимаетс прессом на 30% от ее исходной толщины. Сдеформирован- на пластина с алмазно-твердосплавной пластиной 2 устанавливаетс в прорезь при температуре первичной деформации , т.е. при -(50-80)°С. Ширина прорези такова, что пластина-фиксатор с алмазно-твердосплавной пластиной легко и без зазора устанавливаетс в канавки 6. Затем, когда сплав примет положительную температуру, пластина-фиксатор стремитс прин тьIn the initial state, the latch plate 3, made of an alloy with a shape memory, is a plate about 2 mm thick, repeating in shape the cross-section of the slot wall. At a temperature of - (50-80) C, the plate is compressed by a press to 30% of its original thickness. A plate with a diamond-carbide plate 2 is deformed into a slot at the temperature of primary deformation, i.e. at - (50-80) ° С. The slot width is such that the plate-clamp with a diamond-carbide plate easily and without a gap is installed in the groove 6. Then, when the alloy takes a positive temperature, the plate-clamp tries to take

первоначальную форму. При этом она через контактную площадь распирает алмазно-твердосплавную пластину и заполн ет материалом канавки 6 на твердосплавной подложке и на стенке прорези . Благодар концентрическим и вновь образовавшимс выступам, давление пластины-фиксатора на алмазныйoriginal form. At the same time, it spreads the diamond-hard alloy plate through the contact area and fills the material of the groove 6 on the carbide substrate and on the wall of the slot. Due to concentric and newly formed protrusions, the pressure of the plate-clamp on the diamond

слой существенно уменьшаетс , а фиксаци алмазно-твердосплавной пластины становитс надежнее. При износе рабочей кромки последней, дп установки на новые режущие кромки,the layer is significantly reduced, and the fixation of the diamond-carbide plate becomes more reliable. When the working edge of the latter is worn, dp is installed on new cutting edges,

струей жидкого азота или помещением в морозильную камеру охлаждают пластину-фиксатор до температуры первичной деформации, т.е. до -(50-80) С. При этом она принимает форму ровнойwith a stream of liquid nitrogen or by placing it in a freezer, the plate-holder is cooled to the temperature of primary deformation, i.e. to - (50-80) C. At the same time, it takes the form of an even

0 пластины, котора была придана ей при температуре -(50-80)С. Благодар :этому пластина-фиксатор не будет давить на алмазно-твердосплавную пластину и ее можно установить на но5 вую рабочую кромку.0 plate, which was attached to it at a temperature of - (50-80) C. Thanks: this plate-clamp will not press on the diamond-carbide plate and it can be installed on a new working edge.

При этом не требуетс 100%-ное возвращение к исходной форме пластины-фиксатора , так как алмазно-твердосплавна пластина имеет возможностьIt does not require a 100% return to the original shape of the plate-retainer, since the diamond-hard alloy plate has the ability to

0 вращатьс вокруг концентрических канавок , как на ос х. Когда сплав принимает положительную температуру, пластина-фиксатор снова заполн ет канавки и распирает алмазно-твердо5 сплавную пластину между задней и передней стенками прорези в корпусе коронки .0 rotate around concentric grooves, as on axes. When the alloy reaches a positive temperature, the clamp plate refills the grooves and spreads the diamond-solid5 alloy plate between the back and front walls of the slot in the crown body.

Claims

Invention Formula

0Burov crown containing body

slotted and fixed in them rupture elements in the form of diamond-carbide plates, characterized in that, with the C 5 -WH increase in the crown's life-span by installing diamond-carbide plates as they wear out to a new working position and decrease in stresses in carbide-coated plates, it is provided with a clamp made in the form of a plate made of an alloy with a shape memory and installed in the slot between the carbide substrate and the back wall of the slot, and on

The carbide substrate of the diamond-carbide plate has concentric grooves on the fixing side, and the slots on the back wall are intersecting.

Fig.z

Editor G. Volkova

Compiled by N.Soloviev

Tehred M. Khodanich Proofreader E. Lonchakova

Order 5400/31

Circulation 514

VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5

1

Vidb

Figm

Subscription