Патент на изобретение №2293170

(54) РАСШИРИТЕЛЬ

(57) Реферат:

Расширитель относится к области бурения, в частности к буровому инструменту, используемому при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду. Технический результат – использование менее дефицитного и более дешевого алмазного сырья, в том числе рекуперированного, и за счет увеличения концентрации истирающих в его штабиках повышение ресурса расширителя. Расширитель содержит стальной корпус, по периферии которого установлены с зазором между собой штабики со вставленными в них алмазами. Штабики выполнены спиральными в виде спеченной смеси дробленого природного и синтетического алмазного сырья с карбидом вольфрама. При этом размер зерен карбида вольфрама составляет 0,08-0,004 мм, а природных и синтетических алмазов в нижней и средней частях штабика соответственно: -0,8+0,63; -0,63+0,5 мм и в верхней части -1,6+1,25 мм, причем соотношение между природными и синтетическими алмазами составляет 60(50)-40(50) соответственно. 1 ил.

Изобретение относится к области бурения, а именно к буровому инструменту, используемому при разведке месторождений на твердые полезные ископаемые и воду.

Известен расширитель секторный алмазный (РСА), содержащий стальной корпус, в который впаяны штабики со вставленными в них алмазами зернистостью до 20 штук на карат. Между штабиками выфрезированы пазы для прохода промывочной жидкости (см. Волков А.С. Буровой геологоразведочный инструмент. – М.: Недра, 1979, с.50-51).

Недостатками известного расширителя являются высокая стоимость, вызванная необходимостью использования природных алмазов и низкий ресурс, обусловленный их выкрашиванием по мере накопления износа материала штабиков.

Целью изобретения является использование менее дефицитного и более дешевого алмазного сырья, в том числе рекуперированного, и за счет увеличения концентрации истирающих в его штабиках повышение ресурса расширителя.

Указанный технический результат достигается тем, что штабики выполнены спиральными (винтовыми) с установочным углом 60° к оси расширителя и представляют собой спеченную смесь дробленого природного и синтетического алмазного сырья с карбидом вольфрама. Размеры зерен карбида вольфрама составляют 0,08-0,004 мм, а алмазов в нижней и средней частях: -0,8+0,63 мм, -0,63+0,5 мм. В верхней части спиральных штабиков размеры зерен алмазов составляют -1,6+1,25 мм. Соотношение между природными и синтетическими алмазами составляет 60(50)-40(50) соответственно.

На чертеже приведен общий вид расширителя сбоку с разрезом его половины вдоль продольной оси.

Расширитель содержит стальной корпус 1 с кольцевой наружной проточкой 2 и спиральные штабики 3, наклеенные с одинаковым шагом внутри проточки 2. В местах установки спиральных штабиков 3 в корпусе 1 выполнены сквозные отверстия 4, определяющие их расположение в проточке 2. В верхней части корпус 1 содержит наружную резьбу 5 для соединения с буровым снарядом, а в нижней части – внутреннюю резьбу 6 для соединения с буровой коронкой.

При изготовлении расширителя подготовленную смесь алмазного сырья и карбида вольфрама отпрессовывают в холодном виде в пресс-форме для подготовки спиральных штабиков 3. Штабик 3 наклеивают внутри кольцевой проточки 2 корпуса 1 в местах расположения сквозных отверстий 4. Полученный расширитель устанавливают в жаростойкую форму и засыпают до верхнего края спиральных штабиков 3 кораксом, поверх которого насыпают обрезки меди. Форму с расширителем нагревают до температуры плавления меди с выдержкой до 2-3 мин для пропитки штабиков 3 медью и соединения их со стальным корпусом 1. После остывания расширитель извлекают из формы и очищают от коракса и наплывов меди.

При работе расширителя в составе бурового снаряда основная нагрузка при формировании радиального размера скважины приходится на ту часть спиральных штабиков 3, которая содержит смесь карбида вольфрама и алмазного сырья. Более крупные алмазы, содержащиеся в верхней их части, определяют, в основном, радиальный размер скважины.

Высокая насыщенность истирающих в штабиках 3 позволяет повысить ресурс расширителя, особенно в породах средней твердости, и снизить стоимость 1 м проходки скважины.

Формула изобретения

Расширитель, содержащий стальной корпус, по периферии которого установлены с зазором между собой штабики со вставленными в них алмазами, отличающийся тем, что штабики выполнены спиральными в виде спеченной смеси дробленого природного и синтетического алмазного сырья с карбидом вольфрама, при этом размер зерен карбида вольфрама составляет 0,08-0,004 мм, а природных и синтетических алмазов в нижней и средней частях штабика соответственно -0,8+0,63; -0,63+0,5 мм и в верхней части -1,6+1,25 мм, причем соотношение между природными и синтетическими алмазами составляет 60(50)-40(50) соответственно.

РИСУНКИ