Буровое долото и способ крепления его вставок
Группа изобретений относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту с твердосплавным вооружением. 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. Между стенками отверстий и наружной поверхностью хвостовиков вставок размещены втулки из упругого материала, выполненные в виде стакана с отверстием на дне, при этом вставки выполнены со ступенчатым хвостовиком, высота ступени меньшего диаметра которого не менее толщины дна стакана, а диаметр этой ступени соответствует диаметру отверстия на дне стакана. Торец нижней ступени каждого хвостовика может быть выполнен со сферическим выступом, а дно отверстия под вставки в корпусе - с ответной впадиной. Способ крепления вставок бурового долота включает запрессовку их цилиндрических хвостовиков в отверстиях корпуса долота, причем между стенками отверстий и наружной поверхностью хвостовиков вставок размещают втулки из упругого материала, которые перед запрессовкой хвостовиков растягивают в продольном направлении. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту с твердосплавным вооружением.
Известно буровое долото, содержащее корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки (см. авт. св. СССР 446622, кл. Е21В 10/16, 1972 г.).
В этом долоте способ крепления вставок в отверстиях корпуса долота осуществляется путем их запрессовки
Недостатком данного долота является малая эффективность работы из-за быстрого выхода из строя его вооружения, а недостатком применяемого способа крепления вставок является трудоемкость запрессовки вставок.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее корпус с отверстиями, в которых запрессованы твердосплавные вставки с цилиндрическими хвостовиками (см. патент США №3603414, кл. 175-374, 1971 .г).
В данном долоте благодаря использованию вставок с многогранным хвостовиком обеспечивается высокая надежность крепления их в отверстиях корпуса. Однако данное долото также не лишено серьезных недостатков, основным из которых является сложность технологии изготовления хвостовиков вставок, что неминуемо ведет к удорожанию долот.
Способ крепления вставок в этом долоте включает запрессовку хвостовиков с граненой наружной поверхностью в отверстиях корпуса долота.
С учетом изложенного техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления долота и способа крепления вставок в отверстиях корпуса и как следствие снижение стоимости долота.
Указанный технический результат по упрощению технологии изготовления долота достигается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с цилиндрическими хвостовиками, согласно изобретению между стенками отверстий и наружной поверхностью хвостовиков вставок размещены втулки из упругого материала, выполненные в виде стакана с отверстием на дне, при этом вставки выполнены со ступенчатым хвостовиком, высота ступени меньшего диаметра которого не менее толщины дна стакана, а диаметр этой ступени соответствует диаметру отверстия на дне стакана.
Достижению указанного технического результата способствует также и то, что торец нижней ступени каждого хвостовика выполнен со сферическим выступом, а дно отверстия под вставки в корпусе - с ответной впадиной.
Указанный технический результат по упрощению способа крепления вставок долота достигается тем, что в предложенном способе, включающем запрессовку граненых хвостовиков вставок в отверстиях корпуса долота, согласно изобретению между стенками отверстий и наружной поверхностью хвостовиков вставок размещают втулки из упругого материала, которые перед запрессовкой хвостовиков растягивают в продольном направлении.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент бурового долота в увеличенном масштабе.
Буровое долото содержит корпус 1 с отверстиями 2, в которых посредством втулок 3 из эластичного материала закреплены твердосплавные вставки 4 с цилиндрическими хвостовиками 5. При этом втулки 3 размещены между наружными поверхностями хвостовиков 5 и боковыми стенками отверстий 2. Втулка 3 выполнена в виде стакана с отверстием 6 на дне, а вставки 4 выполнены со ступенчатым хвостовиком, высота ступени 7 меньшего диаметра которого не менее высоты дна стакана, а диаметр этой ступени 7 соответствует диаметру отверстия 6 на дне стакана. Предусмотрен вариант выполнения торца нижней ступени каждого хвостовика со сферическим выступом 8, а дна отверстия 2 под вставки 4 в корпусе 1 - с ответной впадиной 9. Выполнение хвостовика 5 со ступенчатой поверхностью обеспечивает надежную фиксацию эластичной втулки 3 на вставке 4, что необходимо при креплении вставки 4 в отверстии 2 корпуса 1. При этом выбор толщины дна стакана (втулки) 3 и диаметра отверстия 6 обусловлен тем, чтобы не гасить осевую ударную нагрузку, передаваемую от корпуса 1 к вставкам 4 через ступень 7 хвостовика 5 малого диаметра. Наличие сферических выступов 8 и ответных впадин 9 увеличивает контактную поверхность корпуса 1 с торцами хвостовиков 5 и тем самым уменьшает удельную нагрузку на перегородку между опорой долота и торцами хвостовиков вставок 4 при использовании данного изобретения для армировки шарошечных долот. В шарошечных долотах это имеет особо важное значение с учетом того, что толщина этой перегородки весьма незначительна.
Способ крепления вставок в долоте включает операции по запрессовке их цилиндрических хвостовиков 5 в отверстиях корпуса долота и размещение между стенками отверстий 2 и наружной поверхностью хвостовиков вставок 4 втулки 3 из упругого материала, которые перед запрессовкой хвостовиков 5 в отверстия 2 корпуса 1 долота растягивают в продольном направлении. При этом наружный диаметр втулки 3 должен быть не более диаметра отверстия 2. Учитывая, что технология изготовления втулок 3 значительно проще по сравнению с технологией изготовления многогранных хвостовиков, также как и технология сборки вооружения предложенного долота по сравнению с прототипом, можно гарантировать значительное снижение стоимости предложенного долота.
Предложенное изобретение может быть использовано как в шарошечных долотах, так и в долотах для ударного бурения, преимущественно в долотах большого диаметра. Использование его позволит значительно снизить затраты на буровые работы, составляющие основную долю от всех геологоразведочных работ.
1. Буровое долото, содержащее корпус с отверстиями, в которых закреплены твердосплавные вставки с цилиндрическими хвостовиками, отличающееся тем, что между стенками отверстий и наружной поверхностью хвостовиков вставок размещены втулки из упругого материала, выполненные в виде стакана с отверстием на дне, при этом вставки выполнены со ступенчатым хвостовиком, высота ступени меньшего диаметра которого не менее толщины дна стакана, а диаметр этой ступени соответствует диаметру отверстия на дне стакана.
2. Буровое долото по п. 1, отличающееся тем, что торец нижней ступени каждого хвостовика выполнен со сферическим выступом, а дно отверстия под вставки в корпусе - с ответной впадиной.
3. Способ крепления вставок бурового долота, включающий запрессовку их цилиндрических хвостовиков в отверстиях корпуса долота, отличающийся тем, что между стенками отверстий и наружной поверхностью хвостовиков вставок размещают втулки из упругого материала, которые перед запрессовкой хвостовиков растягивают в продольном направлении.
