SU1573131A1

SU1573131A1 - Inset for rock-breaking tool

Info

Publication number: SU1573131A1
Application number: SU853953585A
Authority: SU
Inventors: Иван Федорович Вовчановский; Николай Васильевич Новиков; Евгений Михайлович Финкельштейн; Нехемьян Вениаминович Цыпин; Эдуард Семенович Симкин; Александр Иванович Боримский; Александр Александрович Шульженко; Александр Львович Красный; Петр Арсеньевич Нагорный
Original assignee: Институт сверхтвердых материалов АН УССР
Priority date: 1985-09-16
Filing date: 1985-09-16
Publication date: 1990-06-23

Abstract

Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин. Цель - повышение производительности бурени в породах с чередующейс по глубине крепостью за счет динамической стабилизации геометрических параметров режущей кромки вставки. Она содержит цилиндрическую твердосплавную основу 1 и размещенный в ней с совпадением торцовых поверхностей цилиндрический элемент в виде диска 2 из поликристаллического алмазного материала. Вставка имеет пластины 3 из алмазно-твердосплавного материала. Диск 2 установлен эксцентрично основе 1 с касанием по образующим. Пластины 3 установлены в основе 1 с зазором между собой в плоскост х, перпендикул рных полости, проход щей через оси основы 1 и элемента. Износ диска 2 отстает от износа пластины 3, поэтому вставка сохран ет острую режущую кромку, т.к. площадь затуплени не превышает толщины диска 2. После износа пластины 3 породой восстанавливаетс режим объемного разрушени горной породы, т.е. высока механическа скорость бурени . 2 ил.The invention relates to the drilling of oil and gas wells. The goal is to increase the productivity of drilling in rocks with alternating depth of the fortress due to the dynamic stabilization of the geometric parameters of the cutting edge of the insert. It contains a cylindrical carbide base 1 and placed in it with the coincidence of the end surfaces of the cylindrical element in the form of a disk 2 of polycrystalline diamond material. The insert has a plate 3 of a diamond-carbide material. The disk 2 is mounted eccentric to the base 1 with touching along the generators. The plates 3 are mounted in the base 1 with a gap between them in planes perpendicular to the cavity passing through the axes of the base 1 and the element. The wear of the disk 2 lags behind the wear of the plate 3, therefore the insert retains a sharp cutting edge, since the area of bluntness does not exceed the thickness of disk 2. After the plate 3 is worn, the rock is restored to the mode of bulk destruction of the rock, i.e. high mechanical speed of drilling. 2 Il.

Description

Изобретение относится к техническим средствам для оснащения породо[разрущающего инструмента, применяемого при бурении нефтяных и газовых j скважин.The invention relates to technical means for equipping a rock [destructive tool used in drilling oil and gas j wells.

Целью изобретения является повышение производительности бурения в породах с чередующейся по глубине крепостью за счет динамической ста- jq билизации геометрических параметров режущей кромки породообразующей вставки.The aim of the invention is to increase the productivity of drilling in rocks with alternating depth of strength due to the dynamic stabilization of the geometrical parameters of the cutting edge of the rock-forming insert.

На фиг.1 изображена вставка, аксонометрия; на фиг.2 - то же, продоль- 15 ный разрез.Figure 1 shows the insert, a perspective view; figure 2 is the same, longitudinal section 15.

Вставка породоразрушающего инструмента содержит цилиндрическую твердосплавную основу 1, эксцентрично уста-р новленный в ней цилиндрический эле- 20 мент в виде диска 2 из поликристаллического алмазного материала, торцовая поверхность которого совпадает с плоскостью торца основы 1 и алмазно-твердосплавные пластины 3, износо-25 стойкость которых в 30-100 раз превышает износостойкость основы 1. Пластины 3 установлены в основе 1 с зазорами между собой в плоскостях, перпендикулярных плоскости, проходящей jq через оси основы и элемента в виде диска 2.The insert of the rock cutting tool contains a cylindrical carbide base 1, an eccentrically mounted cylindrical element in it in the form of a disk 2 of polycrystalline diamond material, the end surface of which coincides with the plane of the end face of the base 1 and diamond carbide plates 3, wear-25 resistance which are 30-100 times greater than the wear resistance of the base 1. The plates 3 are installed in the base 1 with gaps between them in planes perpendicular to the plane passing jq through the axis of the base and the element in the form of a disk 2.

Вставка работает в долоте следующим образом.The insert works in the bit as follows.

При бурении мягких пород в контакте с горной породой находится только диск 2, и разрушение породы осуществляется в объемном режиме, благодаря чему достигается необходимо высокая механическая скорость. При дд встрече пропластка . пород повышенной крепости начинается интенсивный износ диска 2 с одновременным (или несколько опережающим) износом твердосплавной основы 1. Интенсивный из- д$ нос продолжается до обнажения и вступления в контакт с горной породой алмазно-твердосплавной пластины.When drilling soft rocks, only disk 2 is in contact with the rock, and the destruction of the rock is carried out in a volume mode, due to which a high mechanical speed is achieved. When dd meeting interlayers. rocks of increased strength, intensive wear of disk 2 begins with simultaneous (or somewhat faster) wear of the carbide base 1. Intensive wear continues until the diamond-carbide plate comes into contact with the rock.

Площадь этого- контакта в 5-10 раз превышает площадь контакта диска, х благодаря чему во столько.раз возраст тает износостойкость вставки в целом, соответственно во столько же раз снижается линейный износ вставки. Износ диска 2 из поликристаллического алмазного материала, как наиболее износостойкого элемента в создавшейся композиции, отстает от износа пластины'3, благодаря.чему вставка сохраняет острую режущую кромку, так как площадка затупления не превышает толщину диска. После износа пластины 3 породой повышенной крепости или шламом мягкой породы за счет избирательного износа твердосплавной связующей восстанавливается режим объемного разрушения горной породы, т.е. высокая механическая скорость бурения.The area of this contact is 5-10 times larger than the contact area of the disk, x so the wear resistance of the insert as a whole decreases by a factor of so many times, and accordingly, the linear wear of the insert decreases by the same amount. The wear of a disk 2 made of polycrystalline diamond material, as the most wear-resistant element in the resulting composition, lags behind the wear of the plate'3, due to which the insert retains a sharp cutting edge, since the blunt pad does not exceed the thickness of the disk. After wear of the plate 3 by a rock of increased strength or sludge of soft rock due to the selective wear of a hard-alloy binder, the regime of volumetric destruction of the rock is restored, i.e. high mechanical drilling speed.

Claims

Claim

Insert for a rock cutting tool containing a cylindrical carbide base and a cylindrical element made of polycrystalline diamond material placed in it with matching end surfaces, characterized in that, in order to increase drilling productivity in rocks with alternating depth of strength due to the dynamic stabilization of geometrical + 'metric parameters the cutting edge of the insert, it is equipped with plates of diamond carbide material, and the said element * is made in the form of a disk, installed nnogo eccentrically through said touch with the generators, wherein the plates are mounted in said base with gaps between them in planes perpendykulyarnyh cavity passing through the base and .elementa axis.

15731 ⁴¹

FIG. 2