способ извлечения твердосплавных зубков из шарошек буровых долот

Формула изобретения

Способ извлечения твердосплавных зубков из шарошек буровых долот, включающий нагрев шарошки с запрессованными в нее твердосплавными зубками до температуры, превышающей температуру закалки материала шарошки, затем охлаждение в потоке охлаждающей жидкости и сбор выпавших твердосплавных зубков, отличающийся тем, что перед нагревом наружное тело шарошки закрывают теплоизолирующим материалом, а нагрев осуществляют изнутри шарошки и поддерживают в процессе охлаждения шарошки с зубками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу извлечения твердосплавных зубков из отработанных шарошечных долот.

Аналогом данного изобретения является способ [1], включающий снятие прессовых напряжений в соединительных отверстиях под зубки корпуса шарошки и воздействие на шарошку ударным импульсом за счет создания в находящемся во внутренней полости шарошки объема жидкости высоковольтного электрического импульсного разряда и возникновения в зоне его действия импульсных сверхвысоких гидравлических давлений, превышающих прессовые напряжения на зубки.

Недостаток аналога заключается в повышенной опасности реализации способа и необходимости использования сложных устройств для создания высоковольтных импульсов.

В качестве прототипа выбран способ [2], включающий нагрев шарошечных долот, ударное воздействие на них и сбор выпавших твердосплавных зубков, в котором с целью повешения степени извлечения твердосплавных зубков, нагрев шарошечных долот осуществляют до температуры, превышающей на 50-100°C температуру закалки материала шарошечных долот, а перед ударным воздействием нагретые шарошки охлаждают со скоростью 150-3000°C/с в потоке охлаждающей жидкости.

Недостаток прототипа заключается в сложности реализации данного способа.

Технический результат настоящего изобретения заключается в упрощении способа извлечения твердосплавных зубков из шарошек буровых долот.

Технический результат достигается тем, что нагревают шарошки с запрессованными в них твердосплавными зубками до температуры, превышающей температуру закалки материала шарошки, затем их охлаждают в потоке охлаждающей жидкости и производят сбор выпавших твердосплавных зубков, при этом перед нагревом наружное тело шарошки закрывают теплоизолирующим материалом, а нагрев осуществляют изнутри шарошки и поддерживают в процессе охлаждения шарошки с зубками.

В данном изобретении используется наиболее простой и безопасный способ уменьшения натяга в сопряжении «зубок - тело шарошки» является создание градиента температуры, при котором обеспечивается нагретое состояние тела шарошки (при этом расширяется отверстие под зубок) и охлажденное состояние твердосплавного зубка (при этом сжимается зубок).

Заявляемый способ осуществляется по следующим этапам.

Наружную часть шарошки с запрессованными зубками закрывают теплоизолирующим материалом. Теплоизоляция осуществляется, например, керамическими накладками, в которых проделаны отверстия под зубки или путем нанесения кистью теплоизолирующей обмазки на тело шарошки.

Производят нагрев шарошки изнутри до температуры, превышающей температуру закалки материала шарошки, например, с помощью пламени газовой горелки, направленного внутрь шарошки. При этом происходит тепловое расширение и размягчение тела шарошки (долотная сталь) и одновременно повышается давление сжатого воздуха, оставшегося внутри отверстия после запрессовки в него зубка. Тело зубка (твердый сплав на основе карбида вольфрама в кобальтовой связке) также расширяется, но на меньшую величину, что уменьшает натяг в сопряжении «зубок-тело шарошки».

Производят охлаждение внешней поверхности шарошки закрытой теплоизолирующим материалом и запрессованных в нее зубков в потоке охлаждающей жидкости, например, воды. При этом в процессе охлаждения шарошки не прекращают ее нагрев изнутри. Это приводит к быстрому охлаждению зубков за счет высокой теплопроводности кобальта и замедленному охлаждению тела шарошки за счет его теплоизоляции. При этом зубок уменьшается в размерах при сохранении расширенного состояния отверстия в нагретом теле шарошки и сохранении высокого давлении нагретого сжатого воздуха, который выталкивает зубок из отверстия.

Собирают выпавшие зубки.

Пример. Брали шарошку с запрессованными твердосплавными зубками из отработанного трехшарошечного бурового долота диаметром 215,9 мм. Обработку шарошки согласно заявленному способу производили по схеме, показанной на фиг.1. Наружную часть шарошки закрыли керамическими накладками с отверстиями под зубки, изготовленными из оксида алюминия. Произвели нагрев шарошки в течение 10 минут в пламени газовой горелки направленном во внутреннюю полость шарошки. Затем, не выключая пламени горелки произвели охлаждение внешней поверхности шарошки потоком холодной воды (температура 15 20°C) под давлением 2 атм. После выпадения зубков из тела шарошки прекратили нагрев и охлаждение. Затем собрали выпавшие зубки. Процент извлеченных зубков составил 98%.

На фиг.1 показана схема извлечения твердосплавных зубков из шарошек буровых долот: 1 - шарошка, 2 - охладители, 3 - теплоизолирующий материал, 4 - твердосплавные зубки, 5 - нагреватель.

Используемая литература

1. Патент РФ № 2117131. Способ извлечения зубков из отработанных шарошечных долот / В.Д. Буткин, А.В. Гилев, В.Т. Чесноков, А.В. Реводько, Опубл. 10.08.1998.

2. А.с. № 1250593. Способ извлечения твердосплавных зубков из отработанных шарошечных долот / В.М. Садовников, В.А. Юдин, Ю.П. Воробьев, В.И. Скребцов, Опубл. 15.08.1986, бюл. № 30.