RU2252998C2

RU2252998C2 - Rotary-striking drilling crown

Info

Publication number: RU2252998C2
Application number: RU2002126033/03A
Authority: RU
Inventors: Б.Г. Климов (RU); Б.Г. Климов; А.В. Хадонов (RU); А.В. Хадонов
Original assignee: Северо-Кавказский государственный технологический университет (СКГТУ)
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2005-05-27
Also published as: RU2002126033A

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: device has body with blow channels, four feathers, armored by hard-alloy inserts, core hollow in central portion and grooves in end portion for removing destruction products. Hard-alloy inserts are made tungsten-cobalt and have diameter equal to (0.25-0.35)D, and height of feathers with armored hard-alloy inserts is (0.5-0.5)D, where D - crown diameter.

EFFECT: higher reliability, increased wear durability of crown body and limit energy of single strike.

2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения коротких шпуров.The invention relates to the mining industry and can be used for drilling short holes.

Известна коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с системой продувочных каналов, головная часть которого армирована твердосплавными вставками штыревой формы и периферийный поясок с конической поверхностью и уступом (см. а.с. СССР №1266954, МПК⁷ Е 21 В 10/36, опубл.30.10.86 г.).Known crown for rotary hammer drilling, comprising a housing with a system of purge channels, the head of which is reinforced with carbide inserts of a pin shape and a peripheral girdle with a conical surface and a ledge (see AS USSR No. 1266954, IPC ⁷ E 21 V 10/36 published on 10/30/86).

Недостатками данной коронки являются высокая трудоемкость изготовления, низкая стоимость армированных твердосплавных вставок и недостаточная прочность корпуса коронки под периферийными вставками.The disadvantages of this crown are the high complexity of manufacturing, the low cost of reinforced carbide inserts and the insufficient strength of the crown body under the peripheral inserts.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с продувочными каналами, четырьмя перьями, армированными твердосплавными вставками, керновой полостью в центральной части корпуса и пазом в торцевой части для удаления продуктов разрушения (см. а.с. СССР №1696667, МПК⁷ Е 21 В 10/36, 10/60 опубл. 07.12.91 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a crown for shock-rotary drilling, containing a body with purge channels, four feathers reinforced with carbide inserts, a core cavity in the central part of the body and a groove in the end part to remove fracture products (see a.c USSR No. 1696667, IPC ⁷ E 21 B 10/36, 10/60 publ. 12/07/91).

Недостатками прототипа является ограниченная зона износа армированных твердосплавных вставок и низкая прочность корпуса под периферийными вставками, которая снижает допустимые удельные энергии удара на вставки.The disadvantages of the prototype is the limited wear zone of the reinforced carbide inserts and the low strength of the housing under the peripheral inserts, which reduces the allowable specific impact energy on the insert.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение усталостной прочности корпуса коронки и предельной энергии единичного удара.The task of the invention is to increase the fatigue strength of the crown body and the ultimate energy of a single impact.

Технический результат заключается в увеличении площади контакта износа армированных твердосплавных вставок с породой, увеличении их стойкости против абразивного износа и повышении удельной энергии ударов на вставку.The technical result consists in increasing the contact area of the wear of the reinforced carbide inserts with the rock, increasing their resistance to abrasion and increasing the specific energy of impacts on the insert.

Этот технический результат достигается тем, что в известной коронке для ударно-вращательного бурения, содержащей корпус с продувочными каналами и четырьмя перьями, армированными твердосплавными вставками, керновой полостью в центральной части и пазами в торцевой части для удаления продуктов разрушения, согласно изобретению, твердосплавные вставки выполнены вольфрамокобальтовыми и имеют диаметр, равный 0,25-0,35 диаметра коронки, при этом высота перьев с армированными вставками составляет 0,4-0,5 диаметра коронки.This technical result is achieved by the fact that in the known crown for impact-rotary drilling, comprising a body with purge channels and four feathers reinforced with carbide inserts, a core cavity in the central part and grooves in the end part to remove fracture products, according to the invention, carbide inserts are made tungsten-cobalt and have a diameter equal to 0.25-0.35 of the diameter of the crown, while the height of the feathers with reinforced inserts is 0.4-0.5 of the diameter of the crown.

Данная конструкция коронки позволит увеличить стойкость армированных твердосплавных вставок и увеличить площадь их контакта с разрушающей породой, увеличить предельную энергию единичного удара.This crown design will increase the resistance of reinforced carbide inserts and increase their contact area with destructive rock, increase the ultimate energy of a single impact.

При уменьшении диаметра вставок (d) менее 0,25 диаметра коронки (D) происходит снижение удельной энергии ударов, а при увеличении d вставок более 0,3D ограничивается размер керновой полости.With a decrease in the diameter of the inserts (d) less than 0.25 of the diameter of the crown (D), the specific impact energy decreases, and with an increase in d inserts more than 0.3 D, the size of the core cavity is limited.

При уменьшении высоты (h) перьев с армированными твердосплавными вставками менее 0,4D ограничивается объем керновой полости и стойкость коронки, а при увеличении высоты (h) более 0,5D снижается изгибная прочность вставок.With a decrease in the height (h) of feathers with reinforced carbide inserts of less than 0.4 D, the core volume and crown resistance are limited, and with an increase in height (h) of more than 0.5 D, the flexural strength of the inserts decreases.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид коронки в разрезе, а на фиг.2 - торцевая часть коронки.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the crown in section, and figure 2 - the end part of the crown.

Коронка для ударно-вращательного бурения состоит из корпуса 1 с продувными каналами 2 и перьями 3 с армированными твердосплавными вставками 4, например вольфрамокобальтовыми, с диаметром, равным 0,25-0,35 диаметра коронки, и высотой перьев 0,4-0,5 диаметра коронки, керновой полости 5, выполненной в центральной части корпуса 1. В корпусе 1 выполнена коническая расточка 6 для фрикционного соединения с буровой штангой (на фиг.1 не показана). В торцевой части корпуса 1 (см. фиг.2), перья 3 разделены пазами 7 для удаления продуктов разрушения через карманы 8.The crown for impact-rotary drilling consists of a housing 1 with purge channels 2 and feathers 3 with reinforced carbide inserts 4, for example tungsten-cobalt, with a diameter equal to 0.25-0.35 diameter of the crown, and the height of the feathers 0.4-0.5 the diameter of the crown, the core cavity 5, made in the Central part of the housing 1. In the housing 1 is a conical bore 6 for friction connection with the drill rod (not shown in figure 1). In the end part of the housing 1 (see figure 2), the feathers 3 are separated by grooves 7 to remove the products of destruction through the pockets 8.

Коронка работает следующим образом.The crown works as follows.

За счет продольного удара, который передается от буровой штанги корпусу 1 коронок, армированные перья 3 с твердосплавными вставками 4 осуществляют разрушение забоя и при вращении коронок вокруг своей оси обеспечивают забуривание на глубину керна (h).Due to the longitudinal impact, which is transmitted from the drill rod to the crown body 1, the reinforced feathers 3 with carbide inserts 4 destroy the face and, when the crowns rotate around their axis, drill to the core depth (h).

При этом продукты разрушения с помощью водо-воздушной смеси, подаваемой по продувочным каналам 2, удаляют через пазы 7 и карманы 8 из забоя. При этом глубина (k) кармана 8 и ширина (b) паза 7 имеют одинаковые размеры для обеспечения эффективного удаления продуктов разрушения.In this case, the products of destruction using a water-air mixture supplied through the purge channels 2 are removed through the grooves 7 and pockets 8 from the bottom. In this case, the depth (k) of the pocket 8 and the width (b) of the groove 7 have the same dimensions to ensure effective removal of the destruction products.

Для увеличения предельной энергии единичных ударов коронки, вольфрамокобальтовые вставки имеют диаметр (d), равный 0,3 диаметра коронки (D), а высота армированных перьев с твердосплавными вставками 4 составляет 0,45D. Разрушенная порода удаляется из корневой полости 5 через пазы 7 и карманы 8 или непосредственно из шпура перед повторным забуриванием.To increase the ultimate energy of single impacts of a crown, tungsten-cobalt inserts have a diameter (d) equal to 0.3 of the diameter of the crown (D), and the height of the reinforced feathers with carbide inserts 4 is 0.45D. The destroyed rock is removed from the root cavity 5 through the grooves 7 and pockets 8 or directly from the hole before re-drilling.

Использование предлагаемой коронки для ударно-вращательного бурения, по сравнению с прототипом, позволит увеличить усталостную прочность корпуса коронок, предельно-допустимую энергию единичного удара за счет увеличения площади контакта армированных твердосплавных вставок с разрушающей породой и увеличить стойкость против абразивного износа.The use of the proposed crown for impact-rotary drilling, in comparison with the prototype, will increase the fatigue strength of the crown body, the maximum allowable energy of a single impact by increasing the contact area of the reinforced carbide inserts with destructive rock and increase the resistance to abrasion.

Claims

Crown for shock-rotary drilling, comprising a housing with purge channels, four feathers reinforced with carbide inserts, a core cavity in the central part and grooves in the end part to remove fracture products, characterized in that the carbide inserts are made of tungsten-cobalt and have a diameter equal to (0 , 25-0.35) D, while the height of the feathers with reinforced carbide inserts is (0.4-0.5) D, where D is the diameter of the crown.