Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками.

Известен буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки с цилиндрическим хвостовиком, рабочую головку и узел фиксации вставки с корпусом (патент США №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).

В данном буровом инструменте 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.

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.

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. Е21В 10/16, 1990 г.).

В данной вставке узел фиксации выполнен в виде сочетания втулок со стержнями, установленными в совмещенных пазах на торцах втулок и ступенчатых хвостовиков твердосплавных вставок.

Недостатком данного бурового инструмента является сложность изготовления, что связано с необходимостью точного совмещения пазов на торце хвостовика и втулки со стержнем с обеспечением необходимого натяга между стенками отверстия в корпусе, втулкой и стержнем. Особо это сказывается при использовании вставок небольшого диаметра и необходимости, как следствие этого, использования большого количества вставок, например, для армировки шарошечных долот.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления бурового инструмента.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, включающем корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие цилиндрический хвостовик, рабочую головку и узел фиксации вставки с корпусом, согласно изобретению каждый узел фиксации образован выступом, выполненным на торце хвостовика, и боковыми стенками паза, выполненными на дне отверстия корпуса, при этом выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия выполнены в виде части тора, ось которого перпендикулярна оси хвостовика, выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия в поперечном сечении имеют вид клина, а боковые поверхности выступа на торце хвостовика в продольном сечении имеют пилообразную форму.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент общего вида бурового инструмента; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.

Предложенный буровой инструмент включает корпус 1 (см. фиг.1 и 2) с отверстиями 2 под твердосплавные вставки 3, каждая из которых состоит из цилиндрического хвостовика 4, рабочей головки 5, преимущественно клиновидной формы, и узла фиксации вставки 3 относительно корпуса 1. При этом каждый узел фиксации образован выступом 6, выполненным на торце хвостовика 4, и боковыми стенками паза 7, выполненными на дне отверстия 2 корпуса 1. Выступ 6 на дне хвостовика 4 и паз 7 на дне отверстия 2 выполнены в виде части тора 8, ось которого перпендикулярна оси хвостовика 4, причем в поперечном сечении они имеют вид клина 9. При этом боковые клинообразные поверхности 9 выступа 6 в продольном сечении имеют пилообразную форму (см. фиг.1 и 3).

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента клиновидная рабочая головка 5 осуществляет разрушение породы. При этом осевая нагрузка передается через клиновидный выступ 6 на боковые стенки паза 7 и благодаря пилообразной форме боковых поверхностей выступа 6 обеспечивается, кроме основного натяга хвостовика 4, дополнительный натяг вставок 3 относительно корпуса 1. Выполнение же выступа 6 в виде части тора с определенной ориентацией упрощает технологию изготовления вставок 3. Этому же способствует также и форма выполнения паза 7 на дне отверстия 2 корпуса 1 также в виде части тора, соответствующей торообразной форме выступа 6. При использовании клиновидных рабочих головок 5 на вставки 3 постоянно действуют нагрузки, стремящиеся развернуть вставку по линии наименьшего сопротивления. Смещение вставок 3 вокруг своей оси приводит к быстрому их выпадению и созданию на забое аварийной ситуации. В предложенном инструменте эта проблема решается технологически простым способом, а именно использованием клиновидных выступов 6 на торце хвостовика 4 и ответной формы пазов на дне отверстий.

Таким образом, применение предложенного бурового инструмента позволяет наряду с упрощением технологии его изготовления, повысить также и надежность крепления вставок.