Твердосплавная вставка для буровых коронок Советский патент 1992 года по МПК E21B10/56 

Изобретение относится к оборудованию для бурения шпуров в горных породах ударно-вращательным методом, в частности к коронкам.

Известна вставка для роторных буров и роторных стабилизаторов, имеющая коническую проточку, играющую роль индикатора износа вставки, однако данная конструкция не -дает каких- либо положительных эффектов при ударном бурении шпуров.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является конструкция твердосплавной вставки, выполненная с каналом. Подобная конструкция позволяет за счет трубчатой формы значительно сэкономить твердый сплав и улучшить удаление буровой мелочи из шпуров.

Недостатком известной конструкции является наличие концентраторов напряжений (острых углов) на ударной поверхности, имеющей треугольную форму.

Контакт с породой такой вставки будет осуществляться по прямой линии,

что при современной тенденции к увеличению мощности перфораторов приведет к высоким удельным напряжениям и быстрому разрушению вставки.

Другим существенным недостатком известной коронки является недостаточно эффективное использование совместного действия вставок на поражаемую поверхность, т.е. ударные волны от двух имеющихся вставок, исходя от их поверхности, будут рассеиваться не взаимодействуя друг с другом.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости твердосплавных вставок и повышение производительности процесса бурения.

Это достигается тем, что в твердосплавной вставке, имеющей цилиндрическую боковую поверхность, осевой канал и рабочую поверхность, согласно изобретению рабочая поверхность , имеет форму полутора, сопряженного с цилиндрической боковой и внутренней поверхностью вставки.

ё

v| М

100

hO IO

1СЛ

3

Прочность вставок обеспечивается за счет того, что ударная рабочая п верхность - тороидальна. Отсутствие острых углов обеспечивает отсутстви концентраторов напряжений и, вместе с тем, повышает надежность вставки. Кроме того, этот же фактор .(торой- дальность) позволяет создать эффект сложения ударных волн по оси вставо и между ними. Вследствие чего повышается эффективность использования энергии удара.

На фиг.1 представлена вставка (фронтальный разрез и вид сверху); на фиг. 2 - эффект воздействия встаки на породу .(пунктиром обозначено распространение действия удара); на фиг.З - эффект совместного действия вставок (изображена ударная поверхность коронки, пунктиром показаны ударные волны).

Вставка содержит цилиндрический корпус 1, ударную рабочую поверхнос 2, выполненную в виде полутора сопр женного с цилиндрической боковой и внутренней поверхностью вставки и осевой канал 3. Вставки предложенной конструкции запаиваются или запрессовываются в коронку, типа КТШ (ГОСТ 17196-77).

Во время бурения шпуров вставка своей рабочей поверхностью 2 взаимодействует с породой. Контактной линией каждой вставки будет окружность (т.е. в 3,1 раза больше лини контакта известной вставки, соответственно удельное напряжение предла

0

5

5

0

0

5

гаемой вставки во столько же раз будет меньше). От поверхности вставки начинают исходить ударные волны, которые, складываясь с волнами от других вставок, производят разрушение породы. Таким образом, действие вставки распространяется не только на зону контакта, но и вне ее (фиг.2 и 3 - точки пересечения пунктирных линий ). При этом по каналу 3 подается промывочная жидкость, которая в момент отрыва вставки от породы очищает зону контакта для следующего удара.

При использовании предлагаемой вставки за счет отсутствия концентраторов напряжений, увеличения линии контакта вставки с породой повышается эксплуатационная стойкость вставок и создаются дополнительные (кумулятивные) эффекты разрушения, позволяющие увеличить скорость и снизить энергоемкость бурения.

Формула изобретения

Твердосплавная вставка для буровых коронок, содержащая цилиндрическую боковую поверхность, осевой канал и рабочую поверхность, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости и / производительности процесса бурения, рабочая поверхность выполнена в виде полутора, сопряженного с цилиндрической боковой и внутренней поверхностями вставки.

Использование: изготовление пород о разрушающе го инструмента для ударно-вращательного бурения. Сущность изобретения: вставка выполнена в виде цилиндра с осевым каналом. Рабочая поверхность вставки выполнена в виде полутора, сопряженного с цилиндрической боковой и внутренней поверхностями вставки0 3 илс

«г./

V / /

/ / /

ч / /

1 S

ч

9

и.Ъ

/

ц.г.3