способ восстановления породоразрушающего инструмента

Формула изобретения

Способ восстановления породоразрушающего инструмента, включающий увеличение его диаметра до первоначальных размеров путем пластической деформации корпуса инструмента в радиальном направлении, отличающийся тем, что перед увеличением диаметра инструмента удаляют часть корпуса с дефектной резьбой и после увеличения диаметра инструмента соединяют его с компенсационной деталью, на которой нарезают требуемую резьбу, причем компенсационную деталь выполняют из более прочного материала, чем материал корпуса инструмента.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый способ относится к горному делу, а именно к восстановлению бурового инструмента.

Известен способ восстановления бурового инструмента (бурильных труб), при котором удаляется изношенная резьбовая часть трубы и нарезается новая резьба на конце оставшейся части трубы [1].

Недостатком данного способа является тот факт, что способ не применим к восстановлению диаметра бурового инструмента, конкретно - наружного диаметра алмазного расширителя. Как известно, одной из причин преждевременного снятия расширителей с дальнейшей эксплуатации является "раздутие" внутренней резьбы. При этом относительно диаметра расширителя можно рассматривать два исхода: 1) диаметр расширителя находится в допускаемых пределах; 2) из-за частичного износа алмазоносных пластин диаметр расширителя ниже допускаемых пределов. В первом случае необходимо восстановление только резьбовой части, во втором случае требуется как восстановление резьбовой части, так и диаметра расширителя до его первоначальных значений.

Известен способ восстановления диаметра породоразрушающего инструмента (расширителя) после его частичного износа [2]. В предлагаемом способе через внутреннюю полость инструмента протягивают деформирующий элемент, диаметр которого больше внутреннего диаметра расширителя на величину, зависящую от износа алмазоносных пластин, а также от толщины стенки под канавкой.

Недостатком такого способа является его ограниченное применение, то есть способ применим только для породоразрушающего инструмента определенной конструкции. Это связано с тем, что при восстановлении первоначальных размеров инструмента возникают пластические деформации, из-за которых происходит нарушение крепления алмазоносных пластин в корпусе инструмента. Нейтрализация этих деформаций возможна только при определенной форме корпуса инструмента, а именно инструмента, у которого боковые поверхности канавок выполнены по форме кривых второго порядка, а основание канавок выполнено в виде участков граней правильного многоугольника, описанного на окружности, радиус которой определяется по формуле [2]:

R = r + (0,48 - 0,56) h, (1)

r - радиус внутренней поверхности корпуса; h - толщина стенки под пазами.

Кроме того, в предлагаемом способе деформирующий элемент протягивается по всей длине инструмента, включая его резьбовые части, из-за чего по всему телу инструмента возникают пластические деформации. Как правило, такие деформации ослабляют резьбовую часть инструмента, что способствует "раздутию" резьбовой части в процессе отработки инструмента и преждевременному снятию его с работы. Таким образом указанный способ малоэффективен применительно к восстановлению породоразрушающего инструмента по следующим причинам:

1) Способ применим только к инструменту определенной конструкции, удовлетворяющей формуле (1);

2) В результате протяжки деформирующего элемента по всей длине инструмента из-за больших пластических деформаций ослабляются резьбовые части инструмента и крепление алмазных пластин на корпусе.

Известен способ восстановления породоразрушающего инструмента, в котором увеличение диаметра выполняется за счет пластической деформации корпуса инструмента в радиальном направлении [3] (прототип). Деформация выполняется в зазорах между породоразрушающими секторами, независимо от геометрии секторов.

Способ эффективен в том случае, если породоразрушающие элементы находятся близко от торцевой части инструмента или составляют его торцевую часть, что и имеет место в алмазных коронках, так как при этом не требуется больших пластических деформаций. Также в данном способе отсутствует фиксация выполненной пластической деформации (или увеличенного диаметра), что при дальнейшей обработке инструмента приводит к исчезновению пластической деформации и уменьшению диаметра породоразрушающего инструмента.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение работоспособности и долговечности породоразрушающего инструмента.

Задача решается следующим образом. Предлагается способ восстановления породоразрушающего инструмента, в соответствии с которым удаляют часть корпуса инструмента с дефектной резьбой, после чего путем пластической деформации стенки корпуса в радиальном направлении увеличивают диаметр оставшейся части корпуса с породоразрушающими элементами, соединяют эту часть корпуса с компенсационной деталью под резьбу с последующим нарезанием на ней требуемой резьбы.

Способ поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана удаляемая часть корпуса инструмента с дефектной резьбой; на фиг. 2 - часть корпуса с породоразрушающими элементами, увеличенная в диаметре за счет пластической деформации стенки корпуса в радиальном направлении и компенсационная деталь под резьбу; на фиг. 3 - восстановленный породоразрушающий инструмент.

На чертеже изображены:

1 - корпус породоразрушающего инструмента;

2 - часть корпуса инструмента с дефектной резьбой;

3 - породоразрушающие элементы инструмента;

4 - часть корпуса инструмента с породоразрушающими элементами;

5 - компенсационная деталь;

6 - восстановленный породоразрушающий инструмент.

Способ осуществляется следующим образом. По линии А-А, соответствующей окончанию резьбы, удаляют часть 2 корпуса инструмента с дефектной резьбой. Путем пластической деформации стенки корпуса в радиальном направлении увеличивают соответствующую часть 2 корпуса с породоразрушающими элементами 3. Причем пластическая деформация также может выполняться путем протягивания через внутреннюю полость корпуса деформирующего элемента, диаметр которого больше внутреннего диаметра корпуса инструмента на требуемую величину, или за счет пластической деформации, выполненной между породоразрушающими элементами 3 инструмента. После этого часть 2 корпуса, увеличенную до необходимого диаметра, соединяют с изготовленной компенсационной деталью под резьбу 5. Компенсационную деталь 5 изготавливают таким образом, чтобы ее наружный диаметр был больше наружного диаметра корпуса 1 инструмента, а внутренний ее диаметр был меньше внутреннего диаметра корпуса 1. Это необходимо для соблюдения соосности при расточке под резьбу. Также для повышения долговечности породоразрушающего инструмента компенсационную деталь 5 изготавливают из более прочного материала, чем материал корпуса 1. Затем компенсационную деталь 5 соединяют, например, сваркой трением с частью 2 корпуса инструмента. При сварке произойдет фиксация компенсационной деталью 5 увеличенного диаметра части 2 корпуса. После этого растачивают компенсационную деталь 5 соосно с корпусом 1 и выполняют на ней требуемую резьбу.

Таким образом, предлагаемый способ восстановления породоразрушающего инструмента повышает работоспособность и долговечность инструмента и применим к полому породоразрушающему инструменту различной конструкции.

Использованная литература:

1. Мехтиев В. А. , Крепков В.Д. Сварка трением соединительных концов с геологоразведочными трубами. Сварочное производство. - 1965, N 12, c. 20 - 22.

2. Авторское свидетельство СССР N 976004, E 21 B 7/28.

3. Авторское свидетельство СССР N 863292, B 23 P 6/02.