UA10384U - Перфораторна бурова коронка - Google Patents

Abstract

Перфораторна бурова коронка містить корпус, який складається з хвостовика і головки з конічною боковою поверхнею, а також основних твердосплавних вставок, розташованих з виступанням на торці головки, і додаткових твердосплавних вставок, розташованих на периферії головки врівень з її торцем і конічною боковою поверхнею, при цьому основні і додаткові твердосплавні вставки розташовані на концентричних колах і зміщені між собою у радіальному і осьовому напрямках. Основні твердосплавні вставки виконані з твердістю, що зменшується в радіальному напрямку від центра вставки, а додаткові твердосплавні вставки мають твердість, що зростає до периферії головки.

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до бурового інструменту ударної дії, а саме до бурових коронок і долот для 2 пневмо- і гідроударного буріння перфораторами і потужними пневмоударниками, які використовуються при руйнуванні різних гірничих порід з коефіцієнтом міцності від 8 до 20 по шкалі проф. Протодьяконова у процесі добування твердих корисних копалин і будівлі підземних гірничих виробок.

На бурових коронках циліндросферичні або балістичні твердосплавні вставки розташовані на двох і більше концентричних колах по торцю головки з виступанням відносно нього. Робочий профіль твердосплавних вставок 70 має криволінійний контур.

Найбільш близьким за технічною суттю до перфораторної бурової коронки, що заявляється, є перфораторна бурова коронка згідно патенту України Мо 23749, Е21В 10/36, 10/46, опубл.31.08.98, Бюл.Мо4, що містить корпус, який складається з хвостовика і головки з конічною боковою поверхнею, а також основних твердосплавних вставок, розташованих з виступанням на торці головки і додаткових твердосплавних вставок, розташованих на 12 периферії головки врівень з її торцем і конічною боковою поверхнею, при цьому основні і додаткові твердосплавні вставки розташовані на концентричних колах і зміщені між собою у радіальному і осьовому напрямках, при виконанні такого інструмента можуть бути реалізовані такі варіанти його виконання: коли основні і додаткові твердосплавні вставки, розташовані по периферії головки і утворюють робочий діаметр інструмента; в місцях розташування основних вставок, що містяться на периферії, на торці головки виконано скоси перпендикулярно осям цих вставок; додаткові твердосплавні вставки утворюють робочий діаметр інструмента, а основні вставки зміщені відносно них у радіальному і осьовому напрямках; додаткові твердосплавні вставки розміщені на декількох концентричних колах різного діаметра, зміщених відносно одне одного по висоті головки; додаткові твердосплавні вставки у радіальному перерізі виконано біциліндричними; основні твердосплавні вставки виконано циліндросферичними, циліндропризматичними або циліндроконічними.

Відомі перфораторні бурові коронки у різних гірничо-геологічних умовах, які суттєво відрізняються, при в експлуатації мають низький ресурс роботи внаслідок поломок твердосплавних вставок. Це пов'язано з тим, що в об'ємі твердосплавної вставки виникають неоднорідні напруження, крім того різні зони вставки піддаються неоднаковій дії абразивного зносу. Між твердістю та стійкістю до абразивного зносу існує пряма залежнісь, а тому щоб підвищити ресурс роботи твердосплавних вставок, вони мають бути виконані з диференційованою в М об'ємі твердістю, яка відповідала б умовам її роботи. с

В основу корисної моделі покладено завдання такого удосконалення перфораторної бурової коронки, при якому за рахунок виконання основних і твердосплавних вставок з різною диференційованою твердістю о забезпечується підвищення ресурсу роботи бурової коронки і, як наслідок, підвищується ресурс роботи бурових о коронок і швидкість буріння, тобто ефективність експлуатації інструмента взагалі. 3о Для рішення цієї задачі перфораторна бурова коронка, що містить корпус, який складається з хвостовика і -- головки з конічною боковою поверхнею, а також основних твердосплавних вставок, розташованих з виступанням на торці головки і твердосплавних вставок, розташованих на периферії головки врівень з її торцем і її конічною боковою поверхнею, при цьому основні і додаткові твердосплавні вставки розташовані на « концентричних колах і зміщені між собою у радіальному і осьовому напрямках, згідно корисної моделі основні З 70 твердосплавні вставки виконані з твердістю, що зменшується в радіальному напрямку від центра вставки, а с додаткові твердосплавні вставки мають твердість, що зростає до периферії головки. з» Завдяки тому, що основні твердосплавні вставки виконані з твердістю, що зменшується в радіальному напрямку від центра вставки, а додаткові твердосплавні вставки мають твердість, що зростає до периферії головки з'явилась можливість ефективно руйнувати гірські породи з різними властивостями перфораторними буровими коронками і підвищити ресурс їх роботи. Як показали наші дослідження, між твердістю та стійкістю до - зносу снує пряма залежність, згідно з якою основні твердосплавні вставки мають найбільшу стійкість до зносу в ав | центральній частині, а найбільшу міцність на периферії Це забезпечує найкраще поєднання міцності та стійкості до зносу основних твердосплавних вставок при перфораторному бурінні гірських порід. Додаткові твердосплавні о вставки мають найбільшу стійкість до зносу на периферії головки, що забезпечує ефективне руйнування породи о 20 в кутових зонах шпура. Відповідно до цих умов роботи поєднання високої твердості центральної зони основної вставки та міцності її периферії забезпечує її високу стійкість. Додаткові твердосплавні вставки руйнують

Т» гірську породу в кутових зонах шпура, а тому найбільшої абразивної дії гірської породи зазнають зони, які розташовані на периферії головки коронки. Висока твердість цих зон забезпечує їх високу працездатність. Таким чином досягається ефективна експлуатація пропонованих коронок у різних гірничо-геологічних умовах завдяки 29 створенню диферинційованої твердості в об'ємі основних та додаткових вставок. Зміна твердості в об'ємі с вставки досягається завдяки зміні вмісту зв'язки в твердому сплаві, наприклад кобальту.

Корисну модель проілюстровано кресленнями, де на фіг.1 показано вигляд на коронку збоку, на фіг.2 - вигляд на коронку зверху, на фіг.3 показана основна твердосплавна вставка, на фіг.4 показано зміну твердості в радіальному перерізі А-А основної твердосплавної вставки, а на фіг.5 показано зміну вмісту кобальту в 60 радіальному перерізі А-А цієї вставки, на фіг.б показана додаткова твердосплавна вставка, на фіг.7 показано зміну твердості в радіальному перерізі А-А додаткової твердосплавної вставки, а на фіг.8 показано зміну вмісту кобальту в радіальному перерізі А-А цієї вставки, на фіг.9 проілюстровано роботу перфораторної бурової коронки.

Перфораторна бурова коронка (фіг.1-2) має корпус, який складається з хвостовика 1 і головки 2 з конічною бо боковою поверхнею, а також основних твердосплавних вставок 3, розташованих з виступанням на торці головки і додаткових твердосплавних вставок 4, розташованих на периферії головки врівень з її торцем і конічною боковою поверхнею, при цьому основні З і додаткові 4 твердосплавні вставки розташовані на концентричних колах і зміщені між собою у радіальному і осьовому напрямках.

Пропонована перфораторна бурова коронка працює таким чином. Під дією перфоратора коронка виконує циклічні переміщення вздовж її осі, а коли вона знаходиться в верхній точці, то виконує обертальний рух (фіг.9). При взаємодії коронки з гірською породою основні твердосплавні вставки З руйнують центральну зону шпура, а додаткові твердосплавні вставки 4 руйнують кутову зону. Найбільший знос основних твердосплавних вставок спостерігається в центральній її частині (див. фіг.3). В пропонованій коронці саме центральна її /о частина має найбільшу твердість(фіг.4), що забезпечує високу її зносостійкість. Це досягається завдяки зниженню вмісту зв'язки, наприклад кобальту, в центральній частині основної вставки З (фіг.5). В додаткових твердосплавних вставках 4 найбільший знос має місце в зоні, що прилягає до периферії головки коронки (фіг.б).

Ця частина додаткової твердосплавної вставки 4 має найбільшу твердість (фіг.7) і найбільшу зносостійкість.

Висока твердість та зносостійкість досягається зниженням вмісту зв'язки, наприклад кобальту, в цій частині /5 додаткової твердосплавної вставки 4 (фіг.8). Представлені дані обгрунтовують можливість рішення поставленої задачі і промислового застосування пропонованого бурового інструмента.

Claims (1)

1. Формула винаходу , й , , Перфораторна бурова коронка, що містить корпус, який складається з хвостовика і головки з конічною боковою поверхнею, а також основних твердосплавних вставок, розташованих з виступанням на торці головки, і додаткових твердосплавних вставок, розташованих на периферії головки врівень з її торцем і конічною боковою поверхнею, при цьому основні і додаткові твердосплавні вставки розташовані на концентричних колах і зміщені між собою у радіальному і осьовому напрямках, яка відрізняється тим, що основні твердосплавні вставки виконані з твердістю, що зменшується в радіальному напрямку від центра вставки, а додаткові твердосплавні - вставки мають твердість, що зростає до периферії головки. « (ее) (зе) «в) ьо

   - . и? - («в) (95) (ее) с» 60 б5