Результат интеллектуальной деятельности: Буровое долото

Изобретение относится к области горного дела, а именно к породоразрушающему инструменту с твердосплавным вооружением, преимущественно для ударно-вращательного бурения.

Известно буровое долото, содержащее корпус с промывочными каналами и рабочей головкой, в которой выполнен паз, поперечное отверстие которого соответствует поперечному сечению твердосплавной пластины (см. авт. свидетельство СССР №1472624, кл. Е21В 10/52, 1989 г.).

Недостатком данного долота является малая проходка из-за быстрого выхода из строя твердосплавной пластины.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, содержащее полый корпус с промывочными каналами и ступенчатым пазом, размещенную в этом пазу твердосплавную пластину с оправкой, и жестко соединенный с корпусом фиксатор для оправки (см. патент РФ №2060347, кл. Е21В 10/52, 1996 г.).

В данном долоте, благодаря возможности смены твердосплавной пластины и многократному использованию корпуса, обеспечивается снижение стоимости буровых работ.

Однако данное долото также не лишено определенных недостатков, основным из которых является сложность технологии смены твердосплавной пластины. Это связано с необходимостью постоянного контроля положения оправки при ее запрессовке в паз корпуса, т.к. малейшее смещение оси фиксатора от осевого канала нарушает размер долота и снижает надежность фиксации оправки относительно корпуса. А это в свою очередь требует использования дополнительных приспособлений и измерительной аппаратуры для точной установки твердосплавной пластины.

С учетом изложенного техническим результатом изобретения является упрощение технологии монтажа бурового долота и, как следствие, снижение стоимости буровых работ.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, содержащем полый корпус с промывочными каналами и ступенчатым пазом, размещенную в этом пазу твердосплавную пластину с оправкой, выполненной с выемкой на верхней боковой поверхности, и жестко соединенный с корпусом фиксатор с втулкой для оправки, согласно изобретению оправка выполнена с наклонным торцом и выступом на боковой поверхности, корпус - с ответным пазом под выступ оправки, а фиксатор - в виде размещенного во втулке и подпружиненного в осевом направлении пружиной сжатия ступенчатого стержня с наклонным торцом, взаимодействующим с наклонным торцом оправки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 и 2 изображен общий вид бурового долота в продольном сечении.

Буровое долото содержит полый корпус 1 с рабочей головкой 2, промывочными каналами 6 и ступенчатым пазом 7 и размещенную в этом пазу твердосплавную пластину 3 с оправкой 4. Твердосплавная пластина 3 и оправка 4 жестко соединены между собой, например, посредством сварки или пайки. Оправка 4 выполнена с выемкой 8 на верхней боковой поверхности и жестко закреплена с корпусом 1 посредством фиксатора 5, который предохраняет ее от радиального перемещения. При этом сам фиксатор 5 выполнен в виде подпружиненного в осевом направлении пружиной сжатия 9 ступенчатого стержня 10, нижняя часть которого в рабочем положении размещена в выемке 8 на боковой поверхности оправки 4. Усилие пружины сжатия 9 фиксатора 5 регулируется резьбовой втулкой 15. В предложенном долоте оправка 4 выполнена с выступом 11 на боковой поверхности для взаимодействия с корпусом 1 через стенки ответного паза 12, а оправка - с наклонным торцом 13, соответствующим наклонному торцу 14 ступенчатого стержня 10.

Способ изготовления предложенного бурового долота включает следующие операции. После изготовления корпуса 1 выполняют фрезерование ступенчатого паза 7 под твердосплавную пластину 3 с оправкой 4. Затем на боковой поверхности оправки 4 выполняют выступ 11, а на корпусе 1 - ответный ему паз 12. После этого выступ 11 оправки 4 совмещают с пазом 12 и свободно устанавливают твердосплавную пластину 3 в ступенчатом пазу 7. При этом в момент совмещения наклонных торцов 13 и 14 соответственно оправки 4 и ступенчатого стержня 10 фиксатора 5 пружина 8 сжимается, а после прохождения твердосплавной пластины 3 ступенчатый стержень 10 фиксирует ее путем совмещения нижней части стержня с осевой выемкой 8 оправки 4.

В процессе бурения происходит износ твердосплавной пластины 3 по длине, что ведет к уменьшению диаметра скважины и ускоренному выходу из строя новых буровых долот при спуске их в зауженную скважину в основном из-за скола твердосплавных пластин. С целью избежания этого необходимо во время проводить замену изношенных коронок с повторным использованием корпуса и фиксатора. В предложенном долоте благодаря легкости монтажа и демонтажа твердосплавной пластины 3 эта операция занимает мало времени и может производиться силами самой буровой бригады, т.к. не требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Это связано с тем, что наличие бокового выступа 11 на оправке 4 и паза 12 в корпусе 1 обеспечивает точную установку твердосплавной пластины 3 в заданном месте относительно корпуса 1. Это место автоматически фиксируется подпружиненным стержнем 10 и не требует использования никаких дополнительных приспособлений.

Использование предложенного долота позволит значительно снизить затраты на буровые работы, составляющие основную долю от всех затрат на геологоразведочные работы.