RU2536598C1

RU2536598C1 - Drill tool

Info

Publication number: RU2536598C1
Application number: RU2013150167/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Кононов; Лев Николаевич Думкин; Станислав Сергеевич Кузьмичев; Алексей Викторович Кононов; Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-12-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: drill tool comprises body with holes to receive inserts including stepped cylindrical stem with lengthwise groove at its end, working head and insert retainer composed of the bush fitted in the body bore with interference larger than that of the root in bush and aligned with root and rod bush fitted in aligned grooves, Insert stem has though radial channel connected with its lengthwise grove, Channel diameter corresponds to rod crosswise size and exceeds the stem lengthwise groove sixe. The channel is shifted from stem end towards the insert working head.

EFFECT: higher reliability of coupling.

2 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками.The invention relates to a rock cutting tool reinforced with carbide inserts.

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.).A well-known drilling tool containing a cylindrical shank, a working head interconnected by a conical section, and an insert fixation unit with a drill bit body (US patent No. 3603414, CL 175-374, 1971).

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.In this drilling tool (insert), the fixing unit is made in the form of a combination of protrusions and depressions on the side surface of the shank. When the inserts are pressed into the holes of the drilling tool body, the protrusions in the form of longitudinal ribs cut into the walls of the housing hole and protect it from turning and falling out.

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.The main disadvantage of this insert is the complexity of manufacturing the shank, which is a multifaceted surface. This is precisely the reason why drilling tools with this method of fixing carbide inserts did not find industrial application.

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.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drilling tool comprising a body with holes for carbide inserts containing a cylindrical shank, a working head and an insert fixing unit with a body (USSR author's certificate No. 1562420, class E21B 10/16, 1990 .).

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.In this insert, the fixation unit is made in the form of a combination of bushings with rods installed in aligned grooves at the ends of the bushings and stepped shanks of carbide inserts. This embodiment of the fixing unit reliably protects the insert from rotation. However, such a fixing unit does not guarantee the reliability of the connection of the inserts with the drill tool body in the holes of the body in the axial direction and, as a result, their loss under the action of alternating loads.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности соединения вставок с корпусом бурового инструмента.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the reliability of the connection of the inserts with the body of the drilling tool.

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.The specified technical result is achieved by the fact that in a drilling tool comprising a housing with holes for carbide inserts containing a stepped cylindrical shank with a longitudinal groove at the end face, a working head and an insert fixation unit consisting of a sleeve fixed in the hole of the body with a greater interference fit than the shank in the sleeve, and installed in the combined grooves of the shank and the sleeve of the rod, according to the invention, the insert shank is made with a through radial channel connected to its longitudinal groove, comb Channel diameter corresponds to the transverse dimension of the rod and a transverse dimension greater than the longitudinal groove of the shank, the bore is offset from the shank end towards the working head insert.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент общего вида бурового инструмента; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a fragment of a General view of the drilling tool; figure 2 is a section aa in figure 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.The proposed drilling tool comprises a housing 1 with holes 2, in each of which an insert 3 is fixed, containing a stepped cylindrical shank 4 with a longitudinal groove 5 at the end, a working head 6, mainly in the form of a wedge, and an insert fixation unit. The fixing unit of the insert 3 consists of a sleeve 7 with a groove 8 at the end and a rod 9, and the sleeve 7 is installed in the hole 2 with a greater interference fit than the shank 4 in the sleeve 7. The shank 4 of the insert 3 is made with a through radial channel 10 connected to its longitudinal groove 5, and the diameter of the channel 10 corresponds to the transverse size (diameter) of the rod 9 and exceeds the transverse dimension of the longitudinal groove 5, while the channel 10 is offset from the end of the shank 4 towards the working head 6 of the insert 3. In the working position of the drilling tool, the groove 8 and channel 10 combined and in them anovlen rod 9. This embodiment fixation assembly ensures high reliability insertion compound 3 to the housing 1, as the torque acting on the insert 3 is perceived through the sleeve 7, which is firmly connected to the housing 1, and the axial force through the rod 9, also interacting with the sleeve 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.When assembling the drilling tool, an insert 3 is installed in each hole 2, installed in the sleeve 7 and fixed there by a rod 9 installed in the channel 10, aligned with the groove 8 of the sleeve 7. After that, the assembled insert 3 assembly is pressed into the hole 2, after orienting the wedge-shaped working the head 6 in a given direction, providing the selected pattern of damage to the bottom of the well.

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.The principle of operation of the drilling tool is as follows. Under the action of axial load and torque, each working head 6 is embedded in the rock and destroys it. In this case, the axial load on the inserts 3 is transmitted through the shank 4 and the sleeve 7, and the torque from the working head 6 of the insert 3 through the shank 4 and the rod 9 to the sleeve 7, and from it to the housing 1. With the housing 1, the sleeve 7 is rigidly connected due to its installation with a greater interference fit than the interference between the shank 4 and the sleeve 7. In well-known drilling tools, including in the prototype, when loosening the inserts 3 they can fall out of the holes 2 of the housing 1 and fall under the remaining inserts 3 and cause them to chip with the creation of an emergency. In the proposed tool, due to the use of the shank 4 with a groove of variable cross-section, the inserts 3 are reliably held by the sleeve 7 and the rod 9. Moreover, due to the proposed fixing unit, the requirements for the accuracy of manufacturing the connection between the shank 4 and the sleeve 7 are significantly reduced. the insert 3 is held not due to the interference between the sleeve 7 and the shank 4, and the rod 9.

Применение предложенного инструмента позволит значительно повысить надежность крепления вставок, упростить технологию изготовления инструмента и тем самым повысить его технико-экономические показатели.The application of the proposed tool will significantly improve the reliability of the mounting of the inserts, simplify the manufacturing technology of the tool and thereby increase its technical and economic indicators.

Claims

Drilling tool, comprising a housing with holes for carbide inserts, containing a stepped cylindrical shank with a longitudinal groove at the end, a working head and an insert fixation unit, consisting of a sleeve, fixed in the hole in the body with a greater interference fit than the shank in the sleeve, and installed in aligned grooves the shank and the sleeve of the rod, characterized in that the shank of the insert is made with a through radial channel connected to its longitudinal groove, and the diameter of the channel corresponds to the transverse dimension nya and exceeds the transverse dimension of the longitudinal groove of the shank, the bore is offset from the shank end towards the working head insert.