RU93448U1 - DRILLING TOOL WITH REPLACEABLE CUTTERS - Google Patents

Abstract

1. Бурильный инструмент со сменными резцами, включающий корпус со сквозными отверстиями, в каждом из которых установлен резец, имеющий стержень с хвостовиком и режущей головкой, отличающийся тем, что стержень резца выполнен цилиндрическим, переходящим в конический хвостовик, а каждое сквозное отверстие корпуса бурового долота выполнено конгруэнтным коническому хвостовику резца, при этом резцы установлены в корпусе с натягом. ! 2. Бурильный инструмент со сменными резцами по п.1, отличающийся тем, что конусность хвостовика резца составляет 1:20. 1. A boring tool with interchangeable cutters, comprising a housing with through holes, each of which has a cutter having a shaft with a shank and a cutting head, characterized in that the shaft of the cutter is made cylindrical, turning into a tapered shank, and each through hole of the body of the drill bit made congruent to the taper shank of the cutter, while the cutters are installed in the housing with interference. ! 2. A boring tool with interchangeable cutters according to claim 1, characterized in that the taper of the shank of the cutter is 1:20.

Description

Полезная модель относится к породоразрушающему инструменту для вращательного бурения горных пород и может быть использована для бурильных работ в промышленном и гражданском строительстве.The utility model relates to a rock cutting tool for rotary drilling of rocks and can be used for drilling in industrial and civil engineering.

Известна конструкция бурильного инструмента со сменными резцами, по патенту на изобретение РФ №2004761, 15.12.1993 г., принятая за прототип.A known design of a drilling tool with replaceable cutters, according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2004761, 12/15/1993, adopted as a prototype.

Бурильный инструмент по прототипу содержит сменные резцы, хвостовики которых выполнены в виде плоского клина с отверстием, а в корпусе инструмента выполнены сквозные клиновые отверстия для свободного размещения хвостовиков. Резец удерживается от выпадения на корпусе с помощью шплинта, пропущенного через отверстие хвостовика.The prototype boring tool contains replaceable cutters, the shanks of which are made in the form of a flat wedge with a hole, and through the wedge holes are made in the tool body for free placement of the shanks. The cutter is kept from falling out on the body with a cotter pin passed through the shank hole.

Свободная посадка хвостовика резца в корпусе и его удержание с помощью шплинта малонадежны из-за люфтов, вызывающих ухудшение эксплуатационных качеств инструмента и вероятности поломки шплинта с потерей резца в процессе бурения. Плоский клин хвостовика, установленный в прямоугольном отверстии корпуса, не позволяет ориентировать резец на заданный угол бурения. Невысокая технологичность конструкции обусловлена сложностью изготовления как самих резцов, так и клиновых отверстий в корпусе, наличием дополнительных элементов - шплинтов, а также операций по выполнению отверстий в хвостовиках. Установка шплинтов препятствует оперативной замене изношенных резцов.The free landing of the cutter shank in the housing and its retention with the help of a cotter pin are unreliable due to backlash, causing a deterioration in the tool performance and the likelihood of a cotter pin breaking with loss of the cutter during drilling. A flat shank wedge installed in a rectangular bore of the body does not allow the tool to be oriented to a given drilling angle. The low manufacturability of the design is due to the complexity of manufacturing both the cutters themselves and the wedge holes in the body, the presence of additional elements - cotter pins, as well as operations for making holes in the shanks. The installation of cotter pins prevents the rapid replacement of worn cutters.

Задача, положенная в основу полезной модели, заключается в создании простой и технологичной конструкции бурильного инструмента, обеспечивающей установку резцов с возможностью регулирования положения их режущей кромки, надежное закрепление резцов и их оперативную замену.The task underlying the utility model is to create a simple and technologically advanced design of a drilling tool that allows the installation of cutters with the ability to adjust the position of their cutting edges, reliable fastening of the cutters and their quick replacement.

Поставленная задача достигается тем, что бурильный инструмент со сменными резцами включает корпус со сквозными отверстиями, в каждом из которых установлен резец, имеющий стержень с хвостовиком и режущей головкой. Новым является выполнение стержня резца цилиндрическим, переходящим в конический хвостовик, а каждое сквозное отверстие корпуса бурильного инструмента выполнено конгруэнтным коническому хвостовику резца. При этом резцы установлены в корпусе с возможностью поворота вокруг оси для регулирования положения режущей кромки и закреплены с натягом. Оптимальная конусность хвостовика для надежной установки и оперативной замены резца составляет 1:20.This object is achieved in that a boring tool with interchangeable cutters includes a housing with through holes, in each of which a cutter is installed having a shaft with a shank and a cutting head. New is the implementation of the cutter bar cylindrical, turning into a tapered shank, and each through hole of the tool body is made congruent to the tapered shank of the cutter. In this case, the cutters are mounted in the housing with the possibility of rotation around the axis to adjust the position of the cutting edge and are fixed with an interference fit. The optimal taper of the shank for reliable installation and rapid replacement of the cutter is 1:20.

Цилиндрическая форма стержня резца, переходящая в конический хвостовик, предельно проста и технологична. Наличие в корпусе инструмента сквозного конгруэнтного коническому хвостовику отверстия позволяет ориентировать резец на заданный угол бурения и надежно устанавливать с натягом резец и беспрепятственно извлекать его из корпуса при износе.The cylindrical shape of the cutter rod, turning into a tapered shank, is extremely simple and technologically advanced. The presence of a through-hole congruent to the tapered shank of the tool body allows the tool to be oriented to a predetermined drilling angle and to securely install the tool with interference, and to freely remove it from the body during wear.

На фиг.1 приведен схематический чертеж бурильного инструмента, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows a schematic drawing of a drilling tool, figure 2 - section aa in figure 1.

Бурильный инструмент имеет корпус 1 и сменные резцы 2. Стержень резца выполнен цилиндрическим и переходящим в конический хвостовик 3 с одного конца и в буровую головку 4 - с другого. Конусность хвостовика 3 составляет 1:20. В отверстиях корпуса 1 закреплены втулки 5 со сквозными отверстиями, конгруэнтными коническим хвостовикам 3, в которых с натягом установлены резцы 2. Режущая часть буровой головки 4 резца армирована твердосплавной пластиной 6.The drill tool has a housing 1 and interchangeable cutters 2. The core of the cutter is cylindrical and passes into a tapered shank 3 from one end and into the drill head 4 from the other. The taper of the shank 3 is 1:20. In the holes of the housing 1, bushings 5 are fixed with through holes congruent to the taper shanks 3, in which the cutters 2 are installed with interference. The cutting part of the drill head 4 of the cutter is reinforced with carbide plate 6.

При установке во втулках 5 корпуса 1 резцов 2 возможно регулирование положения пластины 6 поворотом резца во втулке. В требуемом положении резцы закрепляют с натягом в корпусе, бурильный инструмент устанавливают на буровую штангу и подают в скважину. Режущие пластины резцов соприкасаются с породой, инструмент забуривается и внедряется в породу при вращении и поступательном перемещении штанги. Разрушение породы происходит режущими кромками твердосплавных пластин 6 резцов 2. При этом дополнительная осевая нагрузка на резцы увеличивает надежность их установки и самоторможение, предотвращающее поворот резцов относительно корпуса в процессе бурения. В случае выхода из строя резца, инструмент снимают со штанги и незначительными ударами по торцу хвостовика 3 извлекают поврежденный резец, заменяют новым, сохраняя при этом неповрежденные резцы в корпусе. Бурильный инструмент с новыми резцами устанавливают на штангу и продолжают бурение.When installing in the bushings 5 of the housing 1 of the cutters 2, it is possible to regulate the position of the plate 6 by turning the cutter in the sleeve. In the required position, the cutters are tightened in the housing, the drilling tool is installed on the drill rod and fed into the well. The cutting plates of the cutters are in contact with the rock, the tool is drilled and embedded in the rock during rotation and translational movement of the rod. Destruction of the rock occurs by the cutting edges of the carbide inserts of 6 cutters 2. Moreover, the additional axial load on the cutters increases the reliability of their installation and self-braking, preventing the rotation of the cutters relative to the body during drilling. In case of failure of the cutter, the tool is removed from the rod and with minor blows to the end of the shank 3, the damaged cutter is removed, replaced with a new one, while maintaining the intact cutters in the housing. Drilling tools with new cutters are installed on the rod and continue drilling.

Простая и технологичная форма резца, изготавливаемого из цилиндрического стержня - деталь вращения, получается путем его обработки на токарном станке с одной установки. Также практически с одной установки в корпусе выполняются отверстия, в которых закрепляют втулки с коническими отверстиями под хвостовики резцов.A simple and technologically advanced form of a cutter made of a cylindrical rod — a rotation part — is obtained by machining it on a lathe from one installation. Also, practically from one installation, holes are made in the housing in which bushings with conical holes for the shanks of the cutters are fixed.

Установка конических хвостовиков в конгруэнтных отверстиях корпуса инструмента позволяет максимально точно ориентировать резцы на заданные углы бурения, обеспечивает надежное их закрепление без привлечения дополнительных деталей и оперативную замену изношенных резцов. Надежная установка без люфтов увеличивает срок службы резцов и улучшает эксплуатационное качество инструмента, способствует улучшению условий разрушения горной породы и наиболее эффективному воздействию на забой. Упрощение конструкции, технологии изготовления, сборки и замены резцов снижает себестоимость инструмента и буровых работ в целом.The installation of tapered shanks in the congruent holes of the tool body allows you to orient the cutters to the specified drilling angles as accurately as possible, ensures their reliable fixation without involving additional parts and the quick replacement of worn cutters. A reliable installation without backlash increases the service life of the cutters and improves the operational quality of the tool, helps to improve the conditions of rock destruction and the most effective impact on the face. Simplification of the design, manufacturing technology, assembly and replacement of cutters reduces the cost of tools and drilling operations in general.

Claims (2)

1. Бурильный инструмент со сменными резцами, включающий корпус со сквозными отверстиями, в каждом из которых установлен резец, имеющий стержень с хвостовиком и режущей головкой, отличающийся тем, что стержень резца выполнен цилиндрическим, переходящим в конический хвостовик, а каждое сквозное отверстие корпуса бурового долота выполнено конгруэнтным коническому хвостовику резца, при этом резцы установлены в корпусе с натягом.1. A boring tool with interchangeable cutters, comprising a housing with through holes, each of which has a cutter having a shaft with a shank and a cutting head, characterized in that the shaft of the cutter is made cylindrical, turning into a tapered shank, and each through hole of the body of the drill bit made congruent to the taper shank of the cutter, while the cutters are installed in the housing with interference. 2. Бурильный инструмент со сменными резцами по п.1, отличающийся тем, что конусность хвостовика резца составляет 1:20.

2. A boring tool with interchangeable cutters according to claim 1, characterized in that the taper of the shank of the cutter is 1:20.