RU2293170C2 - Reamer - Google Patents

Abstract

FIELD: drilling, particularly boring tools used for prospecting mineral and water deposits.

SUBSTANCE: reamer comprises steel body having billets arranged along steel body perimeter. The billets are provided with diamonds and are of spiral shapes. The billets are made of sintered mixture including crushed natural and artificial diamonds and tungsten carbide. Tungsten carbide particle dimensions are 0.08-0.004 mm. Dimensions of natural and artificial diamonds located in lower and central billet parts are -0.8+0.63 and -0.63+0.5 correspondingly. Dimensions of natural and artificial diamonds located in upper billed part are +1.6+1.25 mm correspondingly. Natural/artificial diamond ratio is 60(50)-40(50) correspondingly.

EFFECT: possibility to use cheaper diamonds, for instance cutout ones, due to increased concentration of abrasives in billets and increased reamer service life.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области бурения, а именно к буровому инструменту, используемому при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду.The invention relates to the field of drilling, namely to a drilling tool used in the exploration of deposits for solid minerals and water.

Известен расширитель секторный алмазный (РСА), содержащий стальной корпус, в который впаяны штабики со вставленными в них алмазами зернистостью до 20 штук на карат. Между штабиками выфрезированы пазы для прохода промывочной жидкости (см. Волков А.С. Буровой геологоразведочный инструмент. - М.: Недра, 1979, с.50-51).A known sector diamond extender (PCA), comprising a steel casing, into which are welded racks with inserted diamonds with a grain size of up to 20 pieces per carat. Between the staffs, grooves are cut for the passage of flushing fluid (see A. Volkov, Drilling exploration tool. - M .: Nedra, 1979, p. 50-51).

Недостатками известного расширителя являются высокая стоимость, вызванная необходимостью использования природных алмазов и низкий ресурс, обусловленный их выкрашиванием по мере накопления износа материала штабиков.The disadvantages of the known extender are the high cost caused by the need to use natural diamonds and the low resource due to their chipping as the wear of the material of the piles increases.

Целью изобретения является использование менее дефицитного и более дешевого алмазного сырья, в том числе рекуперированного, и за счет увеличения концентрации истирающих в его штабиках повышение ресурса расширителя.The aim of the invention is the use of less scarce and cheaper rough diamonds, including recovered, and by increasing the concentration of abrasive in its stacks increasing the resource of the expander.

Указанный технический результат достигается тем, что штабики выполнены спиральными (винтовыми) с установочным углом 60° к оси расширителя и представляют собой спеченную смесь дробленого природного и синтетического алмазного сырья с карбидом вольфрама. Размеры зерен карбида вольфрама составляют 0,08-0,004 мм, а алмазов в нижней и средней частях: -0,8+0,63 мм, -0,63+0,5 мм. В верхней части спиральных штабиков размеры зерен алмазов составляют -1,6+1,25 мм. Соотношение между природными и синтетическими алмазами составляет 60(50)-40(50) соответственно.The specified technical result is achieved in that the piles are made spiral (screw) with an installation angle of 60 ° to the axis of the expander and are a sintered mixture of crushed natural and synthetic diamond raw materials with tungsten carbide. The grain sizes of tungsten carbide are 0.08-0.004 mm, and diamonds in the lower and middle parts: -0.8 + 0.63 mm, -0.63 + 0.5 mm. In the upper part of the spiral posts, the grain size of the diamonds is -1.6 + 1.25 mm. The ratio between natural and synthetic diamonds is 60 (50) -40 (50), respectively.

На чертеже приведен общий вид расширителя сбоку с разрезом его половины вдоль продольной оси.The drawing shows a General view of the expander from the side with a cut of its half along the longitudinal axis.

Расширитель содержит стальной корпус 1 с кольцевой наружной проточкой 2 и спиральные штабики 3, наклеенные с одинаковым шагом внутри проточки 2. В местах установки спиральных штабиков 3 в корпусе 1 выполнены сквозные отверстия 4, определяющие их расположение в проточке 2. В верхней части корпус 1 содержит наружную резьбу 5 для соединения с буровым снарядом, а в нижней части - внутреннюю резьбу 6 для соединения с буровой коронкой.The expander contains a steel body 1 with an annular outer groove 2 and spiral posts 3 glued with the same pitch inside the groove 2. In the installation locations of the spiral posts 3 in the housing 1, through holes 4 are made, determining their location in the groove 2. In the upper part, the housing 1 contains external thread 5 for connection with a drill, and in the lower part, internal thread 6 for connection with a drill bit.

При изготовлении расширителя подготовленную смесь алмазного сырья и карбида вольфрама отпрессовывают в холодном виде в пресс-форме для подготовки спиральных штабиков 3. Штабик 3 наклеивают внутри кольцевой проточки 2 корпуса 1 в местах расположения сквозных отверстий 4. Полученный расширитель устанавливают в жаростойкую форму и засыпают до верхнего края спиральных штабиков 3 кораксом, поверх которого насыпают обрезки меди. Форму с расширителем нагревают до температуры плавления меди с выдержкой до 2-3 мин для пропитки штабиков 3 медью и соединения их со стальным корпусом 1. После остывания расширитель извлекают из формы и очищают от коракса и наплывов меди.In the manufacture of the expander, the prepared mixture of rough diamonds and tungsten carbide is pressed cold in a mold for the preparation of spiral posts 3. The rack 3 is glued inside the annular groove 2 of the housing 1 at the locations of the through holes 4. The resulting expander is installed in a heat-resistant form and filled up to the top the edges of the spiral posts 3 by corax, on top of which scraps of copper are poured. The mold with the expander is heated to a melting point of copper with a holding time of up to 2–3 min for impregnation of the stacks with 3 copper and connecting them to the steel case 1. After cooling, the expander is removed from the mold and cleaned of corax and copper sag.

При работе расширителя в составе бурового снаряда основная нагрузка при формировании радиального размера скважины приходится на ту часть спиральных штабиков 3, которая содержит смесь карбида вольфрама и алмазного сырья. Более крупные алмазы, содержащиеся в верхней их части, определяют, в основном, радиальный размер скважины.When the expander is part of the drill, the main load in the formation of the radial size of the well falls on that part of the spiral posts 3, which contains a mixture of tungsten carbide and diamond raw materials. Larger diamonds contained in their upper part determine mainly the radial size of the well.

Высокая насыщенность истирающих в штабиках 3 позволяет повысить ресурс расширителя, особенно в породах средней твердости, и снизить стоимость 1 м проходки скважины.The high saturation of abrasion in the 3 towers allows to increase the resource of the expander, especially in medium hard formations, and to reduce the cost of 1 m of well drilling.

Claims (1)

Расширитель, содержащий стальной корпус, по периферии которого установлены с зазором между собой штабики со вставленными в них алмазами, отличающийся тем, что штабики выполнены спиральными в виде спеченной смеси дробленого природного и синтетического алмазного сырья с карбидом вольфрама, при этом размер зерен карбида вольфрама составляет 0,08-0,004 мм, а природных и синтетических алмазов в нижней и средней частях штабика соответственно -0,8+0,63; -0,63+0,5 мм и в верхней части -1,6+1,25 мм, причем соотношение между природными и синтетическими алмазами составляет 60(50)-40(50) соответственно.An extender comprising a steel casing, on the periphery of which pins are installed with a gap between each other with diamonds inserted into them, characterized in that the pins are helical in the form of a sintered mixture of crushed natural and synthetic diamond raw materials with tungsten carbide, while the grain size of tungsten carbide is 0 , 08-0.004 mm, and natural and synthetic diamonds in the lower and middle parts of the headquarters, respectively -0.8 + 0.63; -0.63 + 0.5 mm and in the upper part -1.6 + 1.25 mm, and the ratio between natural and synthetic diamonds is 60 (50) -40 (50), respectively.