RU2012766C1

RU2012766C1 - Drilling tool for rotary drilling

Info

Publication number: RU2012766C1
Authority: RU
Inventors: Л.В. Стихов; Л.Б. Король; А.Е. Благодиров; А.Л. Миронов
Original assignee: Король Лев Борисович
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: drilling tools for rotary drilling of holes and blast holes. SUBSTANCE: drilling tool has retainer in form of collar spring. Wings 3 are attached for limited rotation about their axes and interaction with one another in extreme positions. Distance from plane of contact to axis of rotation of each wing is less than distance from wing rotation axis to tool axis. Cutting member 5 is spaced at distance exceeding the distance of any point on surface of narrow faces of wing 3 to wing rotation axis. Wing 3 is asymmetric. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровому инструменту горных машин вращательного действия для бурения скважин и шпуров. The invention relates to the mining industry, and in particular to a drilling tool of rotary mining machines for drilling wells and holes.

Наиболее близким к предлагаемому является буровой инструмент для вращательного бурения, включающий корпус с отверстиями, в которых закреплены части рабочей головки с взаимодействующими между собой соприкасающимися плоскостями и оснащенные оконтуривающими и породоразрушающими алмазными режущими элементами [1] . Closest to the proposed one is a rotary drilling tool, including a housing with holes in which parts of the working head are fixed with interacting contacting planes and equipped with contouring and rock-cutting diamond cutting elements [1].

Недостатком данного бурового инструмента является жесткое крепление частей рабочей головки в корпусе бурового инструмента, не позволяющее производить бурение скважин разного диаметра. The disadvantage of this drilling tool is the rigid fastening of the parts of the working head in the housing of the drilling tool, which does not allow drilling of wells of different diameters.

Целью изобретения является изменение диаметра скважины в процессе бурения. The aim of the invention is to change the diameter of the well during drilling.

Указанная цель достигается благодаря тому, что буровой инструмент снабжен фиксатором от выпадения частей рабочей головки из отверстий корпуса бурового инструмента, а каждая часть рабочей головки установлена в корпусе бурового инструмента с возможностью вращения относительно своей оси и имеет ограничение в своих крайних положениях при взаимном вращении. При этом расстояние от плоскости соприкосновения до оси вращения части рабочей головки меньше расстояния от оси вращения части рабочей головки до продольной оси бурового инструмента, а оконтуривающий алмазный режущий элемент удален от оси вращения части рабочей головки на расстояние, большее расстояния до любой другой точки на боковой поверхности этой части рабочей головки. This goal is achieved due to the fact that the drilling tool is provided with a latch to prevent the parts of the working head from falling out of the holes of the drilling tool body, and each part of the working head is mounted in the drilling tool body with the possibility of rotation about its axis and has a limitation in its extreme positions during mutual rotation. In this case, the distance from the contact plane to the axis of rotation of the part of the working head is less than the distance from the axis of rotation of the part of the working head to the longitudinal axis of the drilling tool, and the contouring diamond cutting element is removed from the axis of rotation of the part of the working head by a distance greater than the distance to any other point on the side surface this part of the working head.

Кроме того, фиксатор содержит пружинное кольцо, а каждая часть рабочей головки и отверстие корпуса бурового инструмента выполнены с кольцевой проточкой. In addition, the latch contains a spring ring, and each part of the working head and the hole of the housing of the drilling tool are made with an annular groove.

На фиг. 1 показан вид сбоку бурового инструмента при максимальном раздвижении частей бурового инструмента (D_max) и минимальной плоскости их соприкосновения (Н_min); на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 - вид сбоку при минимальном раздвижении частей рабочей головки (D_min) и максимальной плоскости их соприкосновения (Н_max); на фиг. 4 - вид сверху на фиг. 3; на фиг. 5 - расположение плоскости соприкосновения части рабочей головки относительно оси ее вращения и продольной оси бурового инструмента; на фиг. 6 - узел крепления части рабочей головки в отверстии корпуса бурового инструмента.In FIG. 1 shows a side view of the drilling tool with the maximum extension of the parts of the drilling tool (D _max ) and the minimum plane of their contact (N _min ); in FIG. 2 is a plan view of FIG. 1; in FIG. 3 is a side view with a minimum extension of the parts of the working head (D _min ) and the maximum plane of their contact (N _max ); in FIG. 4 is a plan view of FIG. 3; in FIG. 5 - the location of the plane of contact of the part of the working head relative to the axis of rotation and the longitudinal axis of the drilling tool; in FIG. 6 - attachment part of the working head in the hole of the housing of the drilling tool.

Буровой инструмент для вращательного бурения включает корпус 1 с отверстиями 2, в которых закреплены части 3 рабочей головки с взаимодействующими между собой соприкасающимися плоскостями 4 и оснащенные оконтуривающими 5 и породоразрушающими 6 алмазными режущими элементами. Кроме того, буровой инструмент для вращательного бурения снабжен фиксатором, служащим для предохранения частей 3 рабочей головки от выпадения их из отверстий 2 корпуса 1 бурового инструмента. Фиксатор содержит пружинное кольцо 7, а каждая часть 3 рабочей головки и отверстие 2 корпуса 1 бурового инструмента выполнены с кольцевыми проточками 8 и 9. Drilling tool for rotary drilling includes a housing 1 with holes 2, in which parts 3 of the working head are fixed with interacting contacting planes 4 and equipped with contouring 5 and rock cutting 6 diamond cutting elements. In addition, the drilling tool for rotary drilling is equipped with a latch that serves to protect parts 3 of the working head from falling out of the holes 2 of the housing 1 of the drilling tool. The latch contains a spring ring 7, and each part 3 of the working head and the hole 2 of the housing 1 of the drilling tool are made with annular grooves 8 and 9.

Каждая часть 3 рабочей головки установлена в корпусе 1 бурового инструмента с возможностью вращения относительно своей оси и имеет ограничение в своих крайних положениях при взаимном вращении (фиг. 2 и фиг. 4). При этом расстояние "а" от плоскости соприкосновения 4 до оси вращения части 3 рабочей головки меньше расстояния "е" от оси вращения части 3 рабочей головки до продольной оси бурового инструмента (фиг. 5). В противном случае, как показывает эксперимент, происходит стопорение. Each part 3 of the working head is mounted in the housing 1 of the drilling tool with the possibility of rotation about its axis and has a limitation in its extreme positions during mutual rotation (Fig. 2 and Fig. 4). The distance "a" from the contact plane 4 to the axis of rotation of the working head part 3 is less than the distance "e" from the axis of rotation of the working head part 3 to the longitudinal axis of the drilling tool (Fig. 5). Otherwise, as the experiment shows, locking occurs.

Оконтуривающий алмазный режущий элемент 5 удален от оси вращения части 3 рабочей головки на расстояние (r₁), большее расстояние (r₂) до любой другой точки на боковой поверхности этой части 3 рабочей головки.The contouring diamond cutting element 5 is removed from the rotation axis of part 3 of the working head by a distance (r ₁ ), a greater distance (r ₂ ) to any other point on the side surface of this part 3 of the working head.

Работа бурового инструмента для вращательного бурения осуществляется следующим образом. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента происходит внедрение бурового инструмента в породу. При бурении скважины меньшего диаметра части 3 рабочей головки бурового инструмента сдвинуты до упора, при этом плоскость соприкосновения 4 этих частей будет максимальной (фиг. 4). Затем при необходимости бурения скважины большего диаметра осуществляют изменение направления вращения бурового инструмента, при этом за счет постоянного контакта алмазных режущих элементов со стенками забоя происходит раздвижение частей 3 рабочей головки бурового инструмента, а плоскость соприкосновения их уменьшается (фиг. 2). The work of the drilling tool for rotary drilling is as follows. Under the influence of axial load and torque, the drilling tool is introduced into the rock. When drilling wells of smaller diameter, parts 3 of the working head of the drilling tool are shifted to the stop, while the contact plane of 4 of these parts will be maximum (Fig. 4). Then, if it is necessary to drill a larger diameter hole, the direction of rotation of the drilling tool is changed, and due to the constant contact of the diamond cutting elements with the walls of the face, the parts 3 of the working head of the drilling tool are moved apart, and the plane of contact decreases (Fig. 2).

В случае последующего уменьшения диаметра скважины в процессе бурения осуществляют те же операции вращением бурового инструмента в обратную сторону. In the case of a subsequent reduction in the diameter of the well during drilling, the same operations are carried out by rotating the drilling tool in the opposite direction.

При бурении скважины буровым инструментом для предотвращения от выпадения частей 3 рабочей головки бурового инструмента из отверстий 2 корпуса 1 закрепление частей 3 осуществляется посредством фиксатора, содержащего пружинные кольца 4, которые помещают в кольцевые проточки 8 и 9, выполненные на каждой части 3 рабочей головки и отверстии 2 корпуса 1 бурового инструмента, в которое установлена часть 3. When drilling a well with a drilling tool to prevent parts 3 of the working head of the drilling tool from falling out of the holes 2 of the housing 1, the parts 3 are fixed by means of a retainer containing spring rings 4, which are placed in the annular grooves 8 and 9, made on each part 3 of the working head and hole 2 cases 1 of the drilling tool in which part 3 is installed.

(56) Патент СССР N 1802066, кл. Е 21 В 10/46, 1991. (56) USSR patent N 1802066, cl. E 21 B 10/46, 1991.

Claims

1. БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ, содержащий корпус с отверстиями, установленные в отверстиях корпуса перья и размещенные на узких гранях перьев алмазные режущие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения технологических возможностей путем изменения диаметра скважины, он снабжен фиксаторами, а перья закреплены с возможностью ограниченного поворота вокруг своих осей и взаимодействия друг с другом в крайних положениях, причем расстояние от плоскости соприкосновения до оси вращения каждого пера меньше расстояния от оси вращения пера до оси инструмента, а алмазный режущий элемент расположен на расстоянии, большем, чем расстояние любой точки на поверхности узких граней пера до оси вращения пера, выполненного асимметричным. 1. BORING TOOLS FOR ROTARY DRILLING, comprising a housing with holes, feathers installed in the holes of the housing and placed on the narrow edges of the feathers, diamond cutting elements, characterized in that, in order to increase technological capabilities by changing the diameter of the well, it is equipped with clamps, and the feathers are fixed with the possibility of limited rotation around its axes and interaction with each other in extreme positions, and the distance from the plane of contact to the axis of rotation of each pen is less than the distance about pen rotation axis to the tool axis, and the diamond cutting member is located at a distance greater than the distance of any point on the surface of the narrow faces of the pen to the pen axis of rotation, made asymmetric.

2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что каждый фиксатор выполнен в виде пружинного кольца, расположенного в совмещенных проточках, выполненных на перьях и корпусе. 2. The tool according to claim 1, characterized in that each latch is made in the form of a spring ring located in combined grooves made on feathers and the body.