ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ КОРОНОК Российский патент 1995 года по МПК E21B10/16 

Изобретение относится к горному делу, а именно к процессу разрушения горных пород при бурении.

Известны коронки с лезвийными вставками, которые представляют собой вставки с явно заостренным лезвием. Наиболее широкое применение получили коронки типа КТШ, оснащенные цилиндрическими вставками со скошенными кромками [1]
Известно широкое применение безлезвийных буровых коронок, в которых твердосплавные вставки выполняются цилиндросферической формы. Воздействие их на забой осуществляется сферическими участками вставок. Наиболее близкой к предлагаемой является твердосплавная вставка, применяемая в коронках типа КСТ (КНШ) [1] Недостатком лезвийной вставки является ее недостаточная прочность из-за высокой концентрации напряжений на острие. Сферическая вставка, напротив оказывается излишне тупой, т.е. по мере ее заглубления очень быстро возрастает площадь контакта вставки с породой, что затрудняет ее проникание в горную породу.

Задачей изобретения является достижение высокой прочности твердосплавных вставок с одновременным уменьшением энергоемкости процесса бурения.

Достигается это тем, что в качестве линии, являющейся контуром рабочей поверхности вставки, выбрана кривая-верзьера (локон) Аньези, описываемая формулой
x²y 4a²(2a-y).

На фиг.1,2,3 представлена вставка; на фиг.4 кривые, описывающие рабочую поверхность различных вставок.

Вставка имеет два участка: цилиндрический 1 боковая поверхность и участок 2 рабочая поверхность (наконечник), выполненный по верзьере Аньези. Цилиндрическим участком вставка закрепляется в корпусе коронки, а наконечником 2 воздействует на забой, разрушая его.

Преимущества такого наконечника поясняются на фиг.4. Линия 1 на фиг.4 является контуром лезвийной вставки с кромками АВ и ВС, линия 2 контур безлезвийной сферической вставки и линия 3 это кривая верзьера Аньези или локон Аньези. Таким образом, по кривым видно, что:
по сравнению с заостренным лезвием верзьера обеспечивает более плавный переход, чем снижается концентрация напряжений в корпусе вставки;
по сравнению со сферической вставкой площадь сечения новой вставки на одной и той же глубине будет меньше, что облегчит ее проникновение на большую глубину, тем самым позволяя повысить производительность буровых коронок.

Использование: горное дело, а именно в процессе разрушения горных пород при бурении. Сущность: в твердосплавной вставке для буровых коронок рабочая поверхность выполнена в виде тела вращения участка плоской кривой верзьеры Аньези вокруг ее оси симметрии. Границами участка являются точки перегиба верзьеры. 4 ил.

ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ КОРОНОК, содержащая цилиндрическую боковую поверхность и выпуклую рабочую поверхность, отличающаяся тем, что рабочая поверхность выполнена в виде тела вращения участка плоской кривой верзьеры Аньези вокруг ее оси симметрии, причем границами участка принимаются точки перегиба верзьеры.