SU1765346A1 - Columnar chisel - Google Patents

Abstract

Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретени : колон- ковое долото содержит корпус с промывочными каналами и рабочую головку с дугообразными пазами. В пазах хвостовиками установлены дугообразные скважино- и кернообразующие резцы. В хвостовиках выполнены радиальные отверсти . Между стенкой паза и хвостовиком размещена упруга  прокладка. На боковой поверхности корпуса выполнены резьбовые отверсти , которые совпадают с отверсти ми хвостовиков . Резцы креп тс  в рабочей головке резьбовыми элементами, которые размещены в отверсти х корпуса и хвостовиков. Резцы установлены поочередно на внутренней и наружной стороне торца рабочей головки и расположены по однотипным логарифмическим спирал м. Торцы скважино- и кернооб- разующих резцов в поперечном сечении рабочей головки расположены под- углом друг к другу. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.Usage: core drilling. SUMMARY OF THE INVENTION: A column bit comprises a housing with flushing channels and a working head with arcuate grooves. In the grooves of the shanks are installed arcuate borehole and core-forming cutters. In the shank made radial holes. Between the wall of the groove and the shank placed elastic strip. On the side surface of the body there are threaded holes that coincide with the holes of the shanks. The cutters are fastened in the working head with threaded elements which are placed in the openings of the housing and the shanks. The cutters are installed alternately on the inside and outside of the end face of the working head and are arranged along similar logarithmic spirals. The ends of the borehole and core-forming cutters in the cross section of the working head are located under the angle to each other. 2 hp f-ly, 6 ill.

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , а именно к породоразруша- ющему инструменту дл  бурени  скважин с отбором керна.The invention relates to the mining industry, namely to a rock-breaking tool for drilling wells with coring.

Известны колонковые долота, содержащие корпус со вставными сменными резцами , закрепл емыми с помощью штифтов, размещаемых в сквозных отверсти х.Core bits are known, comprising a housing with plug-in interchangeable cutters that are secured with pins housed in through-holes.

Недостатком известных устройств  вл етс  то, что вставные сменные резцы размещены в диаметральной плоскости корпуса, из-за чего снижаютс  производительность бурени , проходка на долото и процент выхода керна.A disadvantage of the known devices is that the plug-in interchangeable cutters are located in the diametral plane of the housing, which reduces drilling performance, drill bit and percentage of core output.

Известно также колонковое долото, содержащее корпус с промывочными каналами и рабочую головку с кернообразующими и скважинообразующими резцами, установленными в пазах рабочей головки корпуса по винтовой линии.It is also known coring bit, containing the housing with flushing channels and a working head with core-forming and well-forming cutters installed in the slots of the working head of the body along a helical line.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  эффективность работы вследствие разрушени  керна вставками из калибрующих керн элементов долота и самих вставок слагающими забой горными породами высокой прочности.A disadvantage of the known device is the low efficiency due to the destruction of the core inserts from the core gage elements of the bit and the inserts themselves, which comprise the face of high-strength rocks.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы долота при одновременном повышении надежности креплени  резцов.The aim of the invention is to increase the efficiency of the bit while improving the reliability of fastening the cutters.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в колонковом долоте, содержащем корпус с промывочными каналами и рабочую головку с кернообразующими и скважинообразующими резцами, установленными в пазах рабочей головки корпуса по винтовой линии, резцы выполнены в виде дугообразных iOs СЛ (А) The goal is achieved by the fact that in a column bit containing a body with flushing channels and a working head with core-forming and well-forming cutters installed in the slots of the working head of the body along a helical line, the cutters are made in the form of arcuate iOs SL (A)

5five

tt

торов с хвостовиками с радиальными отверсти ми и алмазосодержащим слоем на рабочем торце, а пазы рабочей головки корпуса выполнены дугообразными соответствен но хвостовикам сектором, п ри этом на наружной боковой поверхности корпуса выполнены резьбовые отверсти , совпадающие с отверсти ми хвостовиков, а между стенками паза и хвостовика размещены упругие прокладки, причем фиксаци  секторов в рабочей головке осуществл етс  резьбовым элементом, размещенным в резьбовых отверсти х корпуса и хвостовика; сектора установлены поочередно на наружной и внутренней сторонах торца рабочей головки и расположены по однотипным логарифмическим спирал м, направленным от оси долота в сторону вращени ; алмазосодержащие торцы сква- жино- и кернообразующих секторов в попе- речном сечении рабочей головки расположены под углом друг к другу. При этом повышаетс  эффективность работы долота и путем рационального размещени  на торце надежно закрепл ютс  вставные резцы в рабочей головке.tori with shafts with radial holes and a diamond-containing layer at the working end, and the grooves of the working head of the housing are made with an arc-shaped sector, respectively, on the outer side surface of the housing there are threaded holes that coincide with the holes of the shanks, and between the groove and shank walls resilient gaskets are placed, the sectors being fixed in the working head by a threaded element placed in the threaded holes of the body and the shank; the sectors are alternately mounted on the outer and inner sides of the end face of the working head and are arranged in similar logarithmic spirals directed from the bit axis in the direction of rotation; The diamond-containing ends of the well and core-forming sectors in the cross-section of the working head are angled to each other. This increases the efficiency of the bit and, by rational placement on the face, the insert cutters are securely fixed in the working head.

На фиг. 1 изображено предлагаемое колонковое долото, вид снизу; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - фрагмент долота с нанесением логарифмических спиралей , вид снизу; на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид по стрелке В на фиг. 3; на фиг. 6 - схема размещени  резца в выемке.FIG. 1 shows the proposed coring bit, bottom view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 - a fragment of the bit with the application of logarithmic spirals, bottom view; in fig. 4 is a view along arrow B in FIG. 3; in fig. 5 is a view along arrow B in FIG. 3; in fig. 6 is a diagram of the placement of the cutter in the recess.

Колонковое долото содержит корпус 1 с рабочей головкой 2 и промывочными каналами 3 в ней, Торец рабочей головки 2 выполнен в сечении в виде равнобедренного треугольника вершиной вниз. Перпендикул рно гран м торца в теле рабочей головки 2 выфрезерованы дугообразные выемки 4, размещенные вдоль кривых , так называемых, логарифмических спиралей, определ емых в пол рных координатах зависимостью Р Ро е начальна  точка которых совмещена с осью рабочей головки 2 (фиг. 3) и направленных в сторону вращени  долота при бурении. В выемках 4 размещены дугообразные вставные резцы 5 с алмазосодержащим слоем 6 и упругие прокладки 7, упирающиес  верхним торцом в дно выемки 4. В качестве вставных резцов можно использовать части алмазных коронок, распиленных вдоль образующих в районе промывочных каналов. Во вставных резцах 5, прокладках 7 и теле рабочей головки 2 просверлены отверсти , причем в теле головки 2 и прокладках 7 - резьбовые, посредством которых и винтов 8The core bit includes a housing 1 with a working head 2 and flushing channels 3 in it, the butt end of the working head 2 is made in the cross section in the form of an isosceles triangle, pointing down. Perpendicular to the face face in the body of the working head 2 are milled arcuate recesses 4 placed along curves, so-called logarithmic spirals, defined in polar coordinates by the dependence Р Ро e whose starting point is aligned with the axis of the working head 2 (Fig. 3) and directed in the direction of rotation of the bit during drilling. In the recesses 4 are placed arcuate insert cutters 5 with diamond-containing layer 6 and elastic spacers 7, abutting the upper end of the recess 4. The parts of the diamond crowns sawn along forming in the region of the flushing channels can be used as the cutters. In the insert cutters 5, the gaskets 7 and the body of the working head 2 are drilled holes, and in the body of the head 2 and the gaskets 7 are threaded, by means of which the screws 8

резцы 5 закреплены в теле рабочей головки 2. Упругие прокладки могут быть, например, из пружинной стали дугообразными с радиусом дуги, меньшим или большим, чем радиус дуги вставного резца 5. Предпочтительно, чтобы наружные прокладки 7 имели меньший радиус, чем радиус наружной стенки резца 5, а внутренние - больший, чем радиус внутренней стенки резца 5. Торец рабо0 чей головки 2 имеет в сечении вдоль образующей треугольную форму с вершиной , образующей кольцевую грань 9, дел щую торец на кернообразующую 10 и скважинообразующую 11 части, Рабочиеthe cutters 5 are fixed in the body of the working head 2. Elastic gaskets can be, for example, spring steel arcuate with an arc radius smaller or larger than the arc radius of the insert cutter 5. Preferably, the outer gaskets 7 have a smaller radius than the radius of the outer wall of the cutter 5, while the inner ones are larger than the radius of the inner wall of the incisor 5. The butt end of the working head 2 has a triangular shape along the line with a top, forming an annular face 9, dividing the end face into core-shaped 10 and well-forming 11 parts.

5 торцы резцов 5, выполненных в плане пр моугольными , располагаютс  параллельно соответствующим част м,вследствие чего скважино- и кернообразующие резцы 5 располагаютс  под углом друг к другу, соответ0 ствующим углу при вершине грани 9. При этом промывочные каналы 3 в основном выведены на скважинообразующую часть торца рабочей головки 2.The 5 ends of the incisors 5, which are made rectangular in plan, are arranged parallel to the corresponding parts, as a result of which the well and core-forming incisors 5 are angled to each other, the corresponding angle at the top of the face 9. At the same time, the flushing channels 3 are mainly brought to the wellbore part of the end of the working head 2.

Колонковое долото работает следую5 щим образом.The core bit works as follows.

Перед бурением осматривают алмазосодержащий слой 6 каждого вставного резца 5 и при необходимости замен ют изношенные резцы 5, вывинчива  винты 8,Before drilling, inspect the diamond-containing layer 6 of each plug cutter 5 and, if necessary, replace the worn cutters 5 by unscrewing the screws 8,

0 извлека  их и вставл   новые, и свинчивают долото с колонковым снар дом. При бурении резцы 5, расположенные по спиральным лини м, способствуют улучшению условий разрушени  горных пород, а при0 extract them and insert new ones, and screw up the chisel with the coring projectile. When drilling, the incisors 5, arranged in spiral lines, contribute to the improvement of the conditions for the destruction of rocks, and

5 проходке перемежающихс  по твердости или трещиноватых пород под действием упругих прокладок могут совершать колебани  вдоль оси винта 8 и в пределах упругости тела резцов 5 - вокруг нее. При этом5 penetration of intermittent hardness or fractured rocks under the action of elastic pads can oscillate along the axis of the screw 8 and within the elastic limits of the body of the incisors 5 around it. Wherein

0 предотвращаютс  сколы алмазосодержащего сло  6. Выбуренный шлам заноситс  резцами 5, работающими как лопасти, в полость керноприемной трубы. Упругие прокладки 7, выполненные с резьбовыми0, chipping of the diamond-containing layer 6 is prevented. The drilled slurry is inserted by the incisors 5, working as blades, into the cavity of the core tube. Elastic gaskets 7, made with threaded

5 отверсти ми, предотвращают саморазвинчивание винтов 8 в процессе бурени . Буровой раствор поступает к забою через каналы 3 и в большинстве своем выходит в затруб- ное пространство между резцами 5, отсека0 емый от керноприемной полости гранью 9, чем достигаетс  снижение вредного вли ни  раствора на керн и повышаетс  эффективность его воздействи  на забой, благодар  чему улучшаютс  услови  разру5 шени  горных пород.5 holes, prevent the screws 8 from self-unscrewing during the drilling process. The drilling fluid goes to the bottom through channels 3 and mostly enters the annular space between the cutters 5 cut off from the core cavity by face 9, which results in reducing the harmful effect of the mud on the core and improves the efficiency of its impact on the bottom, thereby improving condition the destruction of rocks.

После заполнени  керноприемной трубы колонковый снар д извлекают из скважины . Колонковое долото при этом осматривают, мен ют изношенные резцы 5 и цикл бурени  повтор ют.After filling the core tube, the core tube is removed from the well. The core bit is inspected, the worn cutters 5 are changed and the drilling cycle is repeated.

Claims (3)

Формула изобретени  1. Колонковое долото, содержащее корпус с промывочными каналами и рабочую головку с кернообразующими и скважино- образующими резцами, установленными в пазах рабочей головки корпуса по винтовой линии, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности работы долота при одновременном повышении надежности креплени  резцов, резцы выполнены в виде дугообразных секторов с хвостовиками с радиальными отверсти ми и алмазосодержащим слоем на рабочем торца, а пазы рабочей головки корпуса выполнены дугообразными соответственно хвостовикам секторов, при этом на наружной боковой поверхности корпуса выполнены резьбовые отверсти , совпадающие с отверсти ми хвостовиков , между стенками паза и хвостовика размещены упругие прокладки, причем фиксаци  секторов в рабочей головке осуществл етс  резьбовым элементом, разме- щенным в резьбовых отверсти х корпуса и хвостовика.Claim 1. Core bit containing body with flushing channels and working head with core-forming and well-forming cutters installed in grooves of the working head of the body along a helical line, characterized in that in order to increase the efficiency of bit operation while improving the reliability of attachment of cutters , the cutters are made in the form of arcuate sectors with shanks with radial holes and a diamond-containing layer on the working end, and the grooves of the working head of the body are arcuate according to Actually, the sector shanks, while on the outer side surface of the body there are threaded holes coinciding with the holes of the shanks, elastic gaskets are placed between the groove and shank walls, and the sectors are fixed in the working head by a threaded element located in the threaded holes of the body and shank 2.Долото по п. 1,отличающеес  тем, что сектора установлены поочередно на наружной и внутренней сторонах торца рабочей головки и расположены по однотипным логарифмическим спирал м, направленным от оси долота в сторону вращени .2. A bit according to claim 1, characterized in that the sectors are alternately mounted on the outer and inner sides of the working head and are arranged in the same type of logarithmic spirals directed from the bit axis in the direction of rotation. 3.Долото по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что алмазосодержащие торцы3.Doloto on PP. 1 and 2, that is, with diamond-containing ends скважино- и кернообразующих секторов в поперечном сечении рабочей головки расположены под углом друг к другу.well and core-forming sectors in the cross-section of the working head are angled to each other. Фиг.ЗFig.Z Вид БType B ФигЛFy ВидВVid Фаг.. 5Phage .. 5 II