Буровой инструмент

Авторы патента:

Кононов Виктор Михайлович (RU)

Кузьмичев Станислав Сергеевич (RU)

Панин Николай Митрофанович (RU)

Кононов Алексей Викторович (RU)

Думкин Лев Николаевич (RU)

E21B10/56 - вставки сферической или шаровидной формы ( E21B 10/52 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2536598:

Панин Николай Митрофанович (RU)

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Буровой инструмент включает корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие ступенчатый цилиндрический хвостовик с продольным пазом на торце, рабочую головку и узел фиксации вставки, состоящий из втулки, закрепленный в отверстии корпуса с большим натягом, чем хвостовик во втулке, и установленного в совмещенных пазах хвостовика и втулки стержня. Хвостовик вставки выполнен со сквозным радиальным каналом, соединенным с его продольным пазом. Диаметр канала соответствует поперечному размеру стержня и превышает поперечный размер продольного паза хвостовика. Канал смещен от торца хвостовика в сторону рабочей головки вставки. Технический результат заключается в повышении надежности соединения вставок с корпусом бурового инструмента. 2 ил.

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками.

Известен буровой инструмент, содержащий цилиндрический хвостовик, рабочую головку, соединенные между собой коническим участком, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота (патент США №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).

В данном буровом инструменте (вставке) узел фиксации выполнен в виде сочетания выступов и впадин на боковой поверхности хвостовика. При запрессовке вставок в отверстия корпуса бурового инструмента выступы в виде продольных ребер врезаются в стенки отверстия корпуса и предохраняют ее от проворота и выпадения.

Основным недостатком данной вставки является сложность изготовления хвостовика, представляющего собой многогранную поверхность. Именно это и послужило причиной того, что буровые инструменты с таким способом крепления твердосплавных вставок не нашли промышленного применения.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент, включающий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие цилиндрический хвостовик, рабочую головку и узел фиксации вставки с корпусом (авторское свидетельство СССР №1562420, кл. E21B 10/16, 1990 г.).

В данной вставке узел фиксации выполнен в виде сочетания втулок со стержнями, установленных в совмещенных пазах на торцах втулок и ступенчатых хвостовиков твердосплавных вставок. Такое выполнение узла фиксации надежно предохраняет вставку от проворота. Однако такой узел фиксации не гарантирует надежность соединения вставок с корпусом бурового инструмента в отверстиях корпуса в осевом направлении и, как следствие этого, выпадение их под действием знакопеременных нагрузок.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности соединения вставок с корпусом бурового инструмента.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, включающем корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие ступенчатый цилиндрический хвостовик с продольным пазом на торце, рабочую головку и узел фиксации вставки, состоящий из втулки, закрепленной в отверстии корпуса с большим натягом, чем хвостовик во втулке, и установленного в совмещенных пазах хвостовика и втулки стержня, согласно изобретению хвостовик вставки выполнен со сквозным радиальным каналом, соединенным с его продольным пазом, причем диаметр канала соответствует поперечному размеру стержня и превышает поперечный размер продольного паза хвостовика, при этом канал смещен от торца хвостовика в сторону рабочей головки вставки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент общего вида бурового инструмента; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Предложенный буровой инструмент содержит корпус 1 с отверстиями 2, в каждом из которых закреплена вставка 3, содержащая ступенчатый цилиндрический хвостовик 4 с продольным пазом 5 на торце, рабочую головку 6, преимущественно в виде клина, и узел фиксации вставки. Узел фиксации вставки 3 состоит из втулки 7 с пазом 8 на торце и стержня 9, причем втулка 7 установлена в отверстии 2 с большим натягом, чем хвостовик 4 во втулке 7. Хвостовик 4 вставки 3 выполнен со сквозным радиальным каналом 10, соединенным с его продольным пазом 5, причем диаметр канала 10 соответствует поперечному размеру (диаметру) стержня 9 и превышает поперечный размер продольного паза 5, при этом канал 10 смещен от торца хвостовика 4 в сторону рабочей головки 6 вставки 3. В рабочем положении бурового инструмента паз 8 и канал 10 совмещены и в них установлен стержень 9. Такое выполнение узла фиксации гарантирует высокую надежность соединения вставки 3 с корпусом 1, т.к. крутящий момент, действующий на вставку 3, воспринимается через втулку 7, которая прочно соединена с корпусом 1, а осевое усилие - через стержень 9, также взаимодействующий с втулкой 7.

При сборке бурового инструмента в каждом отверстии 2 размещают вставку 3, установленную во втулке 7 и закрепленную там посредством стержня 9, установленного в канале 10, совмещенного с пазом 8 втулки 7. После этого в отверстие 2 запрессовывают собранный узел вставки 3, предварительно сориентировав клиновидную рабочую головку 6 в заданном направлении, обеспечивая выбранную схему поражения забоя скважины.

Принцип работы бурового инструмента заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента каждая рабочая головка 6 внедряется в породу и разрушает ее. При этом осевая нагрузка на вставки 3 передается через хвостовик 4 и втулку 7, а крутящий момент от рабочей головки 6 вставки 3 через хвостовик 4 и стержень 9 на втулку 7, а от нее на корпус 1. С корпусом 1 втулка 7 жестко соединена за счет ее установки с большим натягом, чем натяг между хвостовиком 4 и втулкой 7. В известных буровых инструментах, в том числе и в прототипе, при расшатывании вставок 3 они могут выпасть из отверстий 2 корпуса 1 и попасть под оставшиеся вставки 3 и привести к их сколу с созданием аварийной ситуации. В предложенном инструменте благодаря использованию хвостовика 4 с пазом переменного сечения вставки 3 надежно удерживаются втулкой 7 и стержнем 9. При этом благодаря предложенному узлу фиксации значительно снижаются требования к точности изготовления соединения между хвостовиком 4 и втулкой 7, т.к. вставка 3 удерживается не за счет натяга между втулкой 7 и хвостовиком 4, а стержнем 9.

Применение предложенного инструмента позволит значительно повысить надежность крепления вставок, упростить технологию изготовления инструмента и тем самым повысить его технико-экономические показатели.

Буровой инструмент, включающий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие ступенчатый цилиндрический хвостовик с продольным пазом на торце, рабочую головку и узел фиксации вставки, состоящий из втулки, закрепленный в отверстии корпуса с большим натягом, чем хвостовик во втулке, и установленного в совмещенных пазах хвостовика и втулки стержня, отличающийся тем, что хвостовик вставки выполнен со сквозным радиальным каналом, соединенным с его продольным пазом, причем диаметр канала соответствует поперечному размеру стержня и превышает поперечный размер продольного паза хвостовика, при этом канал смещен от торца хвостовика в сторону рабочей головки вставки.

Похожие патенты:

Твердосплавная вставка // 2534783

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления вставки и обеспечении высокой надежности крепления в корпусе бурового инструмента.

Суперабразивные резцы с пазами на режущей поверхности и снабженные ими буровые долота и инструмент // 2532026

Группа изобретений относится к конструкциям для использования в бурении подземных пород, включающим по меньшей мере один режущий элемент, в частности, к буровым долотам и инструменту с режущими элементами.

Упрочненные алмазами режущие элементы, снабженный ими буровой инструмент и способ их изготовления // 2530105

Группа изобретений относится к режущим элементам для использования в бурении подземных пород, к буровым инструментам с такими режущими элементами и к способам изготовления таких режущих элементов.

Буровой инструмент // 2530034

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления бурового инструмента, повышении надежности крепления вставок.

Резец и способ его изготовления // 2522246

Изобретение относится к изготовлению резцов из цементированного карбида со сверхтвердыми наконечниками, в частности, для разрушения твердых и абразивных материалов.

Заполненный резец из поликристаллического алмаза с высокой теплопроводностью // 2521681

Группа изобретений относится к резцам со вставкой из поликристаллического алмазного композита (PDC-резцам) и к способам изготовления PDC-резца. Технический результат заключается в увеличении срока службы PDC-резцов, улучшении их термических свойств.

Резец из поликристаллического алмаза с высокой теплопроводностью // 2520319

Выполненная с увеличенной вязкостью буровая коронка инструмента для бурения породы и способ увеличения вязкости таких буровых коронок // 2488681

Резцы для скважинных режущих устройств // 2403367

Изобретение относится к буровому инструменту. .

Буровое долото с поликристаллическими алмазными элементами // 2377384

Изобретение относится к вооружению буровых долот, а конкретнее к породоразрушающим алмазным элементам, так называемым PDC-элементам. .

Резец, скважинный инструмент и способ формирования паза резца // 2537432

Группа изобретений относится к резцам, скважинным инструментам, применяемым в подземном бурении, и способам формирования паза резца. Технический результат заключается в точной ориентации резцов в пазах скважинных инструментов. Резец включает подложку, содержащую соединительную поверхность с одного торца подложки, имеющей конфигурацию для соединения внутри паза резца; и множество индексов резца, по меньшей мере, на участке соединительной поверхности, в котором каждый индекс резца расположен вокруг центральной оси подложки и проходит менее чем полностью вокруг центральной оси, и в котором множество индексов резца, по существу, равномерно разнесены по окружности вокруг центральной оси подложки. Соединительная поверхность может быть прецизионно расположена внутри паза резца более чем в одном положении, в котором соединительная поверхность является неплоской. 7 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

Твердосплавная вставка // 2537732

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок, преимущественно для ударного и ударно-вращательного способов бурения. Твердосплавная вставка содержит цилиндрический хвостовик и рабочую головку с торцом в виде полутора. Особенностью предложенной вставки является выполнение на внутренней поверхности рабочей головки клиновидных выступов, продольные оси симметрии которых пересекаются на продольной оси хвостовика, при этом вершины клиновидных выступов в поперечном сечении имеют закругленную форму. Технический результат заключается в снижении энергоемкости процесса разрушения породы и повышении производительности бурового инструмента. 2 ил.

Буровой инструмент // 2543766

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Буровой инструмент включает корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками с рабочими головками, полости которых сообщены с каналами корпуса. На внутренней поверхности рабочей головки выполнены клиновидные выступы, расположенные под острым углом к диаметральной плоскости рабочей головки. Осевой канал полости каждой вставки имеет винтообразную форму. Угол наклона клиновидных выступов в полости рабочей головки совмещен с направлением винтообразных каналов. Вершины клиновидных выступов могут иметь в поперечном сечении закругленную форму. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового инструмента. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Буровой инструмент // 2543768

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками. Технический результат заключается в повышении эффективности работы инструмента. Буровой инструмент включает корпус с каналами для очистного агента, армированный полыми твердосплавными вставками, полости которых сообщены с каналами корпуса. Каждая твердосплавная вставка снабжена направляющим элементом для очистного агента, выполненным в виде шнека, размещенного в полости вставки и зафиксированного в ней от проворота. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Твердосплавная вставка // 2543769

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок, преимущественно для ударного и ударно-вращательного способов бурения. Твердосплавная вставка содержит полый цилиндрический хвостовик и рабочую головку с торцом в виде полутора. На внутренней поверхности рабочей головки выполнены клиновидные выступы, расположенные под острым углом к диаметральной плоскости рабочей головки. Вершины клиновидных выступов в поперечном сечении имеют закругленную форму. Технический результат заключается в повышении эффективности работы породоразрушающей вставки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Лопастное долото // 2559261

Изобретение относится к долотам режуще-скалывающего действия, корпуса которых изготовлены как из стального материала, так и из матричного материала, пассивная калибрующая часть которых наплавлена твердосплавным покрытием и усилена алмазными поликристаллическими резцами PDC. Технический результат заключается в повышении ударостойкости вооружения пассивной калибрующей части долота. Лопастное долото включает корпус с присоединительной резьбой, центральным каналом и выходными отверстиями для промывочной жидкости, лопастями с пассивной калибрующей частью, поверхность которой защищена твердосплавным слоем и усилена алмазными резцами PDC. Алмазные PDC резцы установлены таким образом, что в плоскости, перпендикулярной оси долота, ось алмазного резца PDC наклонена под углом в пределах от 3 до 5 градусов к плоскости, проходящей через ось долота и центр данного резца, в сторону, противоположную вращению долота, причем выступающая передняя кромка алмазного резца PDC размещена на номинальном диаметре долота. 4 ил.

Функционально выщелоченный режущий пка-элемент // 2560005

Группа изобретений относится к режущим пластинам, к режущим элементам с ними и к способам изготовления режущего элемента. Технический результат заключается в повышении эффективности резания. Режущая пластина содержит режущую поверхность, противоположную поверхность, внешнюю стенку режущей пластины, продолжающуюся от окружности противоположной поверхности к окружности режущей поверхности, две или несколько канавок, продолжающихся от участка режущей поверхности к участку внешней стенки режущей пластины, и ребра из термически устойчивого материала, расположенные вокруг каждой из двух или нескольких канавок, причем по меньшей мере одно ребро из термически устойчивого материала находится в контакте с по меньшей мере одним соседним ребром из термически устойчивого материала. Способ изготовления режущего элемента включает образование режущей пластины, содержащей режущую поверхность, противоположную поверхность и внешнюю стенку режущей пластины, продолжающуюся от окружности противоположной поверхности к окружности режущей поверхности, присоединение режущей пластины к подложке, образование двух или нескольких канавок, продолжающихся от участка режущей поверхности к участку внешней стенки режущей пластины, и выщелачивание режущей пластины для образования ребер из термически устойчивого материала, причем по меньшей мере два из указанных ребер находятся в контакте друг с другом. 3 н. и 32 з.п. ф-лы, 14 ил.

Режущий пка-элемент с ребрами // 2560006

Группа изобретений относится к режущим пластинам, к режущим элементам с ними и к способам изготовления режущего элемента. Технический результат заключается в повышении эффективности резания. Режущая пластина содержит режущую поверхность, противоположную поверхность, внешнюю стенку режущей пластины, продолжающуюся от окружности противоположной поверхности к окружности режущей поверхности, и одно или несколько ребер, продолжающихся от режущей поверхности до внешней стенки режущей пластины, причем режущая поверхность содержит выщелоченный поликристаллический алмаз, при этом ребра имеют меньшую износостойкость, чем режущая поверхность. Способ изготовления режущего элемента включает образование режущей пластины, содержащей режущую поверхность, противоположную поверхность и внешнюю стенку режущей пластины, продолжающуюся от окружности противоположной поверхности к окружности режущей поверхности, присоединение режущей пластины к подложке и образование одного или нескольких ребер, продолжающихся от участка режущей поверхности к участку внешней стенки режущей пластины, причем режущая поверхность содержит выщелоченный поликристаллический алмаз и имеет большую износостойкость, чем по меньшей мере одно из указанных ребер. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 8 ил.

Буровое долото и способ крепления его вставок // 2568197

Группа изобретений относится к буровым долотам и к способам крепления вставок бурового долота. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления долота и способа крепления вставок в отверстиях корпуса. Буровое долото содержит корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с цилиндрическими хвостовиками. Боковые стенки отверстий в корпусе и хвостовики вставок выполнены с кольцевыми канавками, смещенными в вертикальной плоскости от дна отверстий и торца хвостовиков и образующими совместно тороидальную полость для размещения крепежных втулок из материала с памятью формы, причем в исходном положении наружный диаметр крепежных втулок не более диаметра отверстий в корпусе, а в рабочем положении - более. Способ крепления вставок бурового долота включает фиксацию вставок в отверстиях корпуса долота, причем перед установкой вставок в отверстиях корпуса на их хвостовиках в кольцевых канавках устанавливают крепежные втулки из материала с памятью формы, размещают их в отверстиях корпуса и фиксируют там, после чего крепежные втулки приводят в рабочее положение путем расширения их радиальных размеров и придания им в плане синусоидальной формы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Буровой инструмент // 2576261

Изобретение относится к буровой технике, а именно к вооружению буровых долот, преимущественно для ударно-вращательного бурения. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового инструмента. Буровой инструмент содержит корпус с отверстиями, в которых закреплены породоразрушающие вставки, включающие хвостовик и рабочую головку в виде части тора. Рабочая головка вставок во фронтальной плоскости выполнена по меньшей мере с одной выемкой, расположенной асимметрично относительно продольной оси хвостовика, а сам хвостовик в поперечном сечении выполнен в виде асимметричного кольцевого сегмента, больший радиус которого больше радиуса отверстия в корпусе под вставку. 2 ил.