Результат интеллектуальной деятельности: Твердосплавная вставка

Изобретение относится к буровому инструменту, а именно к твердосплавным вставкам для армировки буровых долот и коронок.

Известна твердосплавная вставка, содержащая цилиндрический хвостовик и рабочую головку с вершиной в виде части тора, при этом сама головка выполнена конической формы (АС СССР №446622, кл. Е21В 10/15, 1972 г.).

К недостаткам данной твердосплавной вставки следует отнести малую надежность крепления вставок в отверстиях корпуса и как следствие этого высокую вероятность их выпадения, что снижает все показатели работ буровых долот.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является твердосплавная вставка, содержащая цилиндрический хвостовик, рабочую головку, соединенные между собой коническим участком, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота (патент США №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).

В данной вставке 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 вставки такой конструкции не нашли промышленного применения.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления вставки при одновременном сохранении прочности соединения ее с корпусом.

Указанный технический результат достигается тем, что в твердосплавной вставке, содержащей цилиндрический хвостовик, рабочую головку, соединенную с хвостовиком коническим участком, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота, согласно изобретению боковая поверхность хвостовика выполнена, по меньшей мере, с двумя кольцевыми проточками, выполненными во фронтальной плоскости в виде усеченного обратного конуса, при этом цилиндрический участок между кольцевыми проточками разделен наклонными пазами на несколько секторов, торцевые поверхности которых со стороны рабочей головки выполнены с пилообразными зубьями.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид вставки; на фиг. 2 - узел А на фиг. 1.

Предложенная твердосплавная вставка включает цилиндрический хвостовик 1, рабочую головку 2, соединенные между собой коническим участком 3, и узел фиксации вставки с корпусом бурового долота. Отличительной особенностью предложенной вставки является то, что боковая поверхность хвостовика 1 выполнена, по меньшей мере, с двумя кольцевыми проточками 4 и 5, расположенными ниже конического участка 3 и выполненными во фронтальной плоскости в виде усеченного обратного конуса. При этом цилиндрический участок 6 между кольцевыми проточками 4 и 5 разделен наклонными пазами 7 на несколько секторов, торцевые поверхности которых со стороны рабочей головки выполнены с пилообразными зубьями 8.

Такое выполнение вставки позволяет использовать верхнюю кольцевую проточку 4 в качестве фиксатора благодаря тому, что вершина кромки 9 (см. фиг. 2), направленная вверх, врезаясь в стенки отверстия корпуса, препятствует смещению вставки вверх. Наиболее целесообразно кромку 9 выполнять с углом при вершине менее 90°. Такая кромка образуется в случае использования проточек 4 с продольным сечением в виде тупоугольного треугольника. При этом остроугольная вершина кромки 7 нижней проточки 5 позволяет упростить процесс запрессовки вставки в отверстие корпуса. Этому помогает также наличие конического участка 3, который способствует «затеканию» материала корпуса в полость кольцевой проточки 4. В этом случае материал корпуса заполняет кольцевую проточку 4 и образует защитный бурт, который предохраняет вставку от осевого перемещения, а следовательно, и от выпадения из отверстия корпуса долота. Защитный бурт может быть образован в процессе запрессовки вставок в отверстия корпуса, материал которого предварительно разогревают до определенной температуры. Дополнительно к этому образованию защитного бурта способствует также и конический участок 3 вставки в процессе всего времени работы бурового долота за счет передачи осевого усилия на материал корпуса долота.

Изготовление предложенной вставки значительно проще, а надежность соединения сохраняется благодаря «затеканию» материала корпуса бурового инструмента в кольцевую проточку под действием осевого усилия, передаваемого на материал корпуса коническим участком 3 вставки как при изготовлении бурового инструмента, так и в процессе работы.

Таким образом, применение предложенной вставки позволяет снизить себестоимость ее изготовления по сравнению с прототипом, сохраняя ее высокую надежность.