SU1760075A1

SU1760075A1 - Combined crown bit

Info

Publication number: SU1760075A1
Application number: SU894745981A
Authority: SU
Inventors: Герман Владиславович Арцимович; Вячеслав Васильевич Иванов; Вячеслав Петрович Макшаков; Лазарь Николаевич Федоров
Original assignee: Институт горного дела Севера СО АН СССР
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1992-09-07

Abstract

Использование: бурение скважин вращательным способом по твердым породам. Сущность изобретени : коронка включает корпус и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы . Передн грань каждого сектора перекрыта сплошным лезвием. Алмазы на торце секторов расположены по радиальным р дам с шагом между р дами, равным рассто нию от первого по ходу вращени р да алмазов до лезви . 9 ил.Use: drilling of wells in a rotational way for hard rocks. SUMMARY OF THE INVENTION: The crown comprises a body and a diamond-containing matrix, divided by washing slots into sectors. The front edge of each sector is covered with a solid blade. The diamonds at the end of the sectors are arranged in radial rows with a pitch between the rows equal to the distance from the first one in the course of the rotation of the row of diamonds to the blade. 9 il.

Description

Изобретение относитс к горной промышленности , а в частности к породоразру- шающему инструменту с алмазным вооружением дл вращательного бурени .The invention relates to the mining industry, and in particular to a rock cutting tool with diamond arms for rotary drilling.

Известна бурова коронка с подвижными и неподвижными секторами, оснащенна пооодоразрушающими элементами различном твердости, Недостатком этой коронки вл етс сложность в изготовлении, неравномерное распределение тангенциальных нагрузок на алмазы, которое вызвано тем, что первый р д алмазов снимает более толстый слой породы, чем последующие алмазы.The well-known crown with moving and stationary sectors, equipped with podostruktivnymi elements of different hardness. The disadvantage of this crown is the difficulty in manufacturing, uneven distribution of tangential loads on diamonds, which is caused by the fact that the first row of diamonds removes a thicker layer of rock than subsequent diamonds.

Известно комбинированное долото, снабженное на своей торцовой части насечками и двум лезви ми, направленными в сторону вращени . Недостатком этого долота вл етс неравномерное нагружение передних и последу ощих насечек долота. Из-за того, что резцы установлены независимо от шага насечек по линии их резани , толщина сло породы, снимаемого передними насечками, различна. Поэтому, когда первые р ды насечек снимают более толстый слой, они быстрее разрушаютс и следом за ними разрушаютс последующие р ды насечек. А когда резцы установлены ближе к первому р ду насечек, чем шаг между последующими насечками, то первые р ды насечек недогружены, и скорость бурени снижаетс . Таким образом, у этих долот показатели стойкости и скорости бурени будут очень нестабильными и будут существенно отличатьс друг от друга, нежели чем у долот, которые имеют регламентированную св зь между шагом насечек и рассто нием установки лезвий резцов от первого по ходу вращени коронки р да насечек .A known combined chisel, provided on its face with notches and two blades directed in the direction of rotation. The disadvantage of this bit is the uneven loading of the front and subsequent notches of the bit. Due to the fact that the cutters are installed independently of the pitch of the notches along the line of their cutting, the thickness of the layer of rock removed by the front notches is different. Therefore, when the first rows of notches remove a thicker layer, they are more quickly destroyed and the next rows of notches are destroyed after them. And when the incisors are set closer to the first row of notches than the step between the next notches, the first rows of notches are underloaded, and the speed of drilling decreases. Thus, with these bits, the durability and speed of drilling will be very unstable and will differ significantly from each other, rather than with bits that have a regulated connection between the notch pitch and the installation distance of the cutter blades from the first notch. .

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту вл етс буровое долото, где впереди алмазного сектора установлены резцы со сплошным лезвием, при этом рассто ние между резцом и первым р дом алмазов в 4-5,5 раза больше, чем между алмазами. В этом мы видим существенный недостаток. Дело в том, что если выпуск алмазов позвол ет , то толщина сло породы, снимаемого первым по ходу вращени коронки р дом алмазов, больше толщины сло породы,The closest in its technical essence and the effect achieved is a drill bit, where cutting tools with a solid blade are installed ahead of the diamond sector, while the distance between the cutter and the first row of diamonds is 4-5.5 times greater than between diamonds. In this we see a significant drawback. The fact is that if the release of diamonds allows, the thickness of the rock layer removed first in the course of the crown rotation by a series of diamonds is greater than the thickness of the rock layer,

XJXj

ОABOUT

о оoh oh

аbut

снимаемого последующими р дами алмазов , Следовательно, первые р ды алмазов будут испытывать наибольшие усили резани и перегрузки, Если толщина сло , приход щегос на первые р ды алмазов, превышает выпуск алмазов, т.е. их режущую способность, тогда коронка матрицей садитс на участок породы, который соответствует рассто нию от первого р да до режущей кромки лезви . Все это приводит к ограниченной восприимчивости алмазных долот к осевым нагрузкам и снижает эффективность работы последующих алмазов в секторе. В целом это снижает эффективность работы долота, снижаетс механиче- ека скорость бурени и уменьшаетс проходка на долото.Therefore, the first rows of diamonds will experience the greatest cutting and overloading forces. If the thickness of the layer arriving on the first rows of diamonds exceeds the diamond output, i.e. their cutting ability, then the crown sits on a section of rock that corresponds to the distance from the first row to the cutting edge of the blade. All this leads to limited susceptibility of diamond bits to axial loads and reduces the efficiency of subsequent diamonds in the sector. In general, this reduces the efficiency of the bit, reduces the mechanical speed of drilling and decreases the penetration of the bit.

Цель изобретени - повышение стойкости коронки за счет обеспечени равномерного нагружени алмазного вооружени . The purpose of the invention is to increase the durability of the crown by ensuring uniform loading of diamond arms.

Поставленна цель достигаетс тем, что алмазы на торце секторов расположены по радиальным р дам, при этом шаг между р дами выбран равным рассто нию от первого по ходу вращени р да алмазов до лезви .The goal is achieved by the fact that the diamonds at the end of the sectors are arranged in radial rows, with the step between the rows being chosen equal to the distance from the first one along the rotation of the row of diamonds to the blade.

На фиг. 1 изображена схема работы коронки с подвижными и неподвижными секторами; на фиг. 2 - схема расположени лезви резцов на долоте на рассто нии большем, чем шаг насечек; на фиг. 3-схема расположени лезви резцов на рассто нии , равном шагу нас ечек; на фиг. 4 - схема расположени лезви резцов на рассто нии, меньшем, чем шаг насечек; на фиг. 5 - об- щий вид предлагаемой коронки; на фиг. 6 - вид коронки снизу; на фиг. 7- схема работы породоразрушающих элементов предлагаемой коронки; на фиг. 8 - разрез фиг. 7 по А-А; на фиг. 9 - разрез фиг. 7 по Б-Б.FIG. 1 shows a diagram of the operation of a crown with moving and fixed sectors; in fig. 2 is a diagram of the location of the incisor blades on the bit at a distance greater than the notch pitch; in fig. 3 is a diagram of the location of the incisor blades at a distance equal to the pitch of the trains; in fig. 4 is a diagram of the location of the cutter blades at a distance smaller than the notch pitch; in fig. 5 - a general view of the proposed crown; in fig. 6 is a bottom view of the crown; in fig. 7 is a diagram of the rock-breaking elements of the proposed crown; in fig. 8 is a sectional view of FIG. 7 on A-A; in fig. 9 is a sectional view of FIG. 7 by BB.

Предлагаема коронка состоит из корпуса 1, алмазных секторов 2, содержащих алмазы 3, резцов 4 со сплошным лезвием. Лезви установлены от первого по ходу вра- щени коронки р да алмазов на рассто нии I, равном t - шагу между р дами алмазов.The proposed crown consists of body 1, diamond sectors 2 containing diamonds 3, cutters 4 with a solid blade. The blades are installed from the first along the rotation of the crown of diamonds in the distance I, equal to t - the step between rows of diamonds.

Коронка работает следующим образом. При постановке снар да на забой резец 4 и алмазы 3 раздавливают микронеровности забо и внедр ютс в породу, а затем с вращением снар да под действием осевой силы прорезывают канавки 5, фиг. 8. Причем при бурении .твердых пород глубина этих канавок значительно больше, чем величина внедрени алмазов, что намного облегчает внедрение резцов 4 в породу.The crown works as follows. When setting the projectile on the face, the cutter 4 and the diamonds 3 crush the asperities of the face and penetrate the rock, and then with the rotation of the projectile under the action of axial force, the grooves 5 penetrate, fig. 8. Moreover, during the drilling of hard rocks, the depth of these grooves is much greater than the magnitude of the introduction of diamonds, which greatly facilitates the introduction of cutters 4 into the rock.

При вращении коронки алмазы образуют гребешки б, фиг. 8. Резец 4 снимает эти гребешки и тем самым облегчает работу передних алмазов, фиг. 9. Эта работа и усилие резани передними алмазами сопоставимы с работой и усилием резани последующих алмазов, так как толщина стружки, снимаема этими алмазами, одинакова, . Последнее обсто тельство есть результат того, что резцы со сплошным лезвием установлены от передних алмазов на рассто нии I, равном t-шагу между р дами алмазов. Благодар этому выравниваютс тангенциальные нагрузки на алмазы, и повышаетс срок службы передних алмазов по сравнению с прототипом. Существенным моментом в работе предлагаемой коронки вл етс то Что гребешки не раздавливаютс торцом коронки,как обычно, а срезаютс резцом.When the crown rotates, the diamonds form scallops b, fig. 8. The cutter 4 removes these scallops and thus facilitates the work of the front diamonds, FIG. 9. This work and the cutting force of the front diamonds are comparable to the work and cutting force of subsequent diamonds, since the thickness of the chips removed by these diamonds is the same,. The latter circumstance is the result of the fact that the cutters with a solid blade are installed from the front diamonds at a distance of I, equal to the t-step between rows of diamonds. Due to this, tangential loads on diamonds are leveled, and the service life of the front diamonds is increased compared with the prototype. The essential point in the operation of the proposed crown is that the scallops are not crushed by the butt of the crown, as usual, but are cut off by the cutter.

Поэтому в предлагаемой коронке образуетс меньше шлама под торцом алмазного сектора, улучшаютс услови очистки и уменьшаетс теплонагруженность алмазов.Therefore, in the proposed crown, less sludge is formed under the end of the diamond sector, the cleaning conditions are improved, and the heat load of the diamonds is reduced.

Claims

Invention Formula

Combined drill bit, including body and diamond-containing matrix, divided by washing slots into sectors, the front face of which is covered with a blade, characterized in that, in order to increase the durability of the crown by ensuring uniform loading of diamond weapons, diamonds at the sector end are radially radial , at the same time the step between the rows is chosen equal to the distance from the first one along the rotation of the row of diamonds to the blade.

H

FIG. one

FIG. 2

Fig.z

(

"T lt t

Phage. BUT

FIG. five

FIG. 6

i

3 4

FIG.

f

Zw

U

5-6

9