Буровой инструмент для вращательного бурения Советский патент 1993 года по МПК E21B10/46 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровому инструменту горных машин вращательного действия для бурения шпуров.

Целью изобретения является повышение производительности путем устранения сплошного разрушения забоя.

На фиг. 1 изображен буровой инструмент для вращательного бурения, общий вид; на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство, вид сверху: на фиг. 4 - то же, в увеличенном масштабе.

Буровой инструмент для вращательного бурения содержит корпус 1 с рабочей головкой, выполненной из съемных частей 2 и закрепленных на корпусе 1, перья 3 с породоразрушающими 4 и кернообразующими 5 элементами. Каждая часть 2 рабочей головки выполнена с промывочным каналом 6. Перья 3 выполнены в виде съемных параллелепипедов из твердого сплава, которые армированы цилиндрическими поликристаллическими алмазными элементами 7 и

установлены на каждой части 2 рабочей головки.

Кроме того, возможно исполнение инструмента для вращательного бурения характеризующегося тем, что при бурении пород крепостью f 12 по шк. проф. М. М. Про- тодьяконова кернообразующие 5 поликристаллические алмазные элементы 7 разнесены на расстояние а 2 d. а расстояние между породорэзрушающими 4 поликристаллическими алмазными элементами

7 на пере 3 определяется из условия b j .

При бурении пород крепостью d 12 по шк. проф. М. М. Протодьяконова кернообразующие .5 поликристаллические алмазные элементы 7 разнесены на расстояние a -d, а расстояние между породоразрушающими 4 поликристаллйческими алмазными элементами 7 на пере.3 определяется.из усло. d. вия в ., .где d - максимальный размер

породоразрушающего 4 поликристалличе00

§

о о

ского алмазного элемента 7 в направлении резания, b - расстояние между породорзз- рушающими 4 поликристаллическими алмазными элементами 7 в направлении резания.

Работа бурового инструмента для вращательного бурения осуществляется следующим образом.

Под действием осевой нагрузки и крутящего момента происходит внедрение бурового инструмента в породу.

При бурении породы в зоне между перьями Зс кернообразующими 5 поликристаллическими алмазными элементами 7 образуется керн.

За счет вибраций инструмента происходит отделение керна от породы, а за счет турбулентности потока промывочной жидкости керн смещается в промежуток между стенкой шпура и периферийными перьями 3 с породоразрушающим пбликристалличе- скими алмазными элементами 7 и разрушается усилием подачи.

Продукты разрушения керна выносятся из забоя промывочной жидкостью, которая одновременно омывает перья 3 с породоразрушающими 4 и кернообразующими 5 поликристаллическими алмазными элементами 7 и производит их охлаждение.

При бурении слабых пород при несоблюдении соотношений а 5 2 d и b - ухудшается разрушение керна и поражение забоя за счет образования на буровом инструменте борозд ввиду малого заглубления е породу полйкрмсталличеркого алмазного элемента и повышенном усилии резания.

При бурении крепких пород при не соблюдении соотношений а о- также

ухудшается разрушение керна и поражение забоя за счет образования на буровом инструменте борозд ввиду малого заглублейия в породу поликристаллического алмазного элемента, и повышенном усилии резания.

Формула изобретения

1. Буровой инструмент для вращательного бурения, включающий корпус с рабочей головкой и промывочным каналом, перья с породоразрушэющими и кернообразующими элементами, выполненные на рабочей головке, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем устранения сплошного разрушения забоя, рабочая головка выполнена из съемных частей, закрепленных на корпусе, а промывочный канал выполнен в каждой части головки, при этом перья выполнены в

виде съемных параллелепипедов из твердого сплава, армированы цилиндрическими поликристаллическими алмазными элементами и установлены на каждой части рабочей головки.

2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что при бурении пород крепостью f :$ 12 по шкале проф. М. М. Протодья- коновакернообразующие поликристаллические алмазные элементы

разнесены на расстояние а 2 d, а расстояние между породоразрушающими поликристаллическими алмазными элементами

на пере определяется из условия В -я-, при

бурении породы крепостью f 12 по шкале проф. М. М. Протодьяконова кернообразующие поликристаллические алмазные элементы разнесены на расстояние а d, a расстояние между породоразрушающими

поликристаллическими алмазными элементами на пере определяется из условия

d

В

3

где d - максимальный размер породоразру- 0 шающего поликристаллического алмазного элемента в направлении резания;

В - расстояние между породоразрушающими поликристаллическими алмазными элементами в направлении резания.

45:

Использование: вращательное бурение шпуров. Сущность изобретения: инструмент содержит корпус с рабочей головкой и промывочным каналом, перья с породоразрушающими и кернообразующими элементами. Для пород крепостью f 12, кернообразующие элементы разнесены на расстояние а 2 d , а расстояние между породоразрушающими элементами В у. Для пород крепостью f 12, кернообразующие элементы разнесены на расстояние, а d. а породоразрушэющие - В - d - максимальный размер поликристаллического алмазного элемента в направлении резания. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.