EP0643194B1

Asymmetrical PDC cutter for a drilling bit

Abstract

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EP0643194B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 3

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Expired 5 September 2014, 12.1 years ago.

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9 claims: 9 independent, 0 dependent

  1. 1
    An asymmetric cutter insert (32) comprising:an insert body having a first cylindrical base end (38) and a second cutter end (41) comprising an ultra-hard cutting surface (40) thereon, the face of which is substantially 90 degrees to an axis of the cylindrical base end, characterised in that the second cutter end is non-cylindrical and a portion of the non-cylindrical cutter end of the insert projects beyond the circumferential wall formed by the cylindrical base end (38) of the insert. Asymmetrischer Schneidelementeinsatz (32) bestehend aus: einem Einsatzkörper mit einem ersten zylindrischen Basisende (38)und einem zweiten Schneidelementende (41), das daran eine ultraharte Schneidfläche (40) aufweist, deren Front im wesentlichen 90 Grad zu einer Achse des zylindrischen Basisendes verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schneidelementende nichtzylindrisch ist und ein Teil des nichtzylindrischen Schneidelementendes des Einsatzes über die Umfangswand hinausragt, die van zylindrischen Basisende (38) des Einsatzes geformt wird. Une pièce asymétrique encastrée (32) dans une fraise comprenant: un corps encastré ayant une première extrémité à base cylindrique (38) et une deuxième extrémité coupante (41) comprenant une surface coupante ultra-dure (40) dont la face forme substantiellement 90 degrés avec un axe de l'extrémité à base cylindrique, caractérisée en ce que la deuxième extrémité est non-cylindrique et qu'une portion de l'extrémité non-cylindrique de la pièce encastrée projette au-delà de la paroi circonférentielle formée par l'extrémité à base cylindrique (38) de la pièce encastrée.
  2. 2
    A cutter insert as set forth in Claim 1 wherein the ultra-hard cutting surface (40) is polycrystalline diamond. Schneidelementeinsatz wie in Anspruch 1 aufgezeigt, worin die ultraharte Schneidfläche (40) polykristalliner Diamant ist. Une pièce encastrée dans une fraise selon la revendication 1, dans laquelle la surface coupante ultra-dure (40) est un diamant polycristallin.
  3. 3
    A cutter insert as set forth in either one of claims 1 or 2 wherein the ultra-hard cutting surface (40) comprises a transition layer of sintered diamond crystals and tungsten carbide. Schneidelementeinsatz wie in einem der Ansprüche 1 oder 2 aufgezeigt, worin die ultraharte Schneidfläche (40) eine Übergangsschicht aus gesinterten Diamantkristallen und Wolframkarbid enthält. Une pièce encastrée selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle la surface coupante ultra-dure (40) comprend une couche de transition de cristaux de diamant et de carbure de tungstène frittés.
  4. 4
    A cutter insert as set forth in Claim 1 wherein the ultra-hard cutting surface (40) is cubic boron nitride. Schneidelementeinsatz wie in Anspruch 1 aufgezeigt, worin die ultraharte Schneidfläche (40) kubisches Bornitrid ist. Une pièce encastrée selon la revendication 1 dans laquelle la surface ultra-dure (40) est en nitrure de bore cubique.
  5. 5
    A cutter insert as set forth in any one of the preceding claims wherein the non-cylindrical second cutter end (41) carrying the ultra-hard cutting surface (40) comprises a pair of approximately semi-circular ends (43) with connecting side edges (33) that form tangents to each of the approximately semi-circular portions. Schneidelementeinsatz wie in einem der vorherigen Ansprüche aufgezeigt, worin die das nichtzylindrische zweite Schneidelementende (41), das die ultraharte Schneidfläche (40) trägt, ein Paar fast halbkreisförmiger Enden (43) mit verbindenden Seitenkanten (33) aufweist, die Tangenten zu jedem der fast halbkreisförmigen Bereiche bilden. Une pièce encastrée dans une fraise selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la deuxième extrémité non-cylindrique (41) de la fraise portant la surface coupante ultra-dure (40) comprend une paire de bouts approximativement semi-circulaires (43) avec des bords latéraux (33) connectés qui forment des tangentes à chacune des portions approximativement semi-circulaires.
  6. 6
    A cutter insert as set forth in claim 5 wherein the semi-circular ends (43) have the same radius of curvature. Schneidelementeinsatz wie in Anspruch 5 aufgezeigt, worin die halbkreisförmigen Enden (43) denselben Krümmungsradius haben. Une pièce encastrée dans une fraise selon la revendication 5, dans laquelle les bouts semi-circulaires (43) ont le même rayon de courbure.
  7. 7
    A cutter insert as set forth in any one of the preceding claims wherein the non-cylindrical cutter end (41) projects beyond the circumferential wall formed by the cylindrical base end (38) from 30% to 70% greater than the diameter of the cylindrical base end. Schneidelementeinsatz wie in einem der vorherigen Ansprüche aufgezeigt, worin das nichtzylindrische Schneidelementende (41) über die Umfangswandung, die van zylindrischen Basisende (38) gebildet wird, um 30% bis 70% größer als der Durchmesser des zylindrischen Basisendes hinausragt. Une pièce encastrée dans une fraise selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l'extrémité non-cylindrique de la fraise (41) projette au-delà de la paroi circonférentielle formée par l'extrémité à base cylindrique (38) de 30% à 70% du diamètre de l'extrémité à base cylindrique.
  8. 8
    A cutter insert as set forth in any one of the preceding claims wherein the cutter end (41) projects about 50% greater than the diameter of the cylindrical base end (38). Schneidelementeinsatz wie in einem der vorherigen Ansprüche aufgezeigt, worin das Schneidelementende (41)un 50% größer als der Durchmesser des zylindrischen Basisendes (38) hinausragt. Une pièce encastrée dans une fraise selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l'extrémité coupante (41) projette d'à peu près 50% du diamètre de l'extrémité de la base cylindrique (38).
  9. 9
    A drag rock bit (45) for drilling earthen formations comprising:a rock bit body (47) having a first threaded pin end (46) and a second cutting end (48), the cutting end having at least a pair of generally radially disposed raised cutter blades (30) and fluid channels (51) formed therebetween, each fluid channel communicating with a fluid plenum formed within the bit body via at least one fluid exit port (40) in the second cutting end of the bit body;anda plurality of asymmetric cutter inserts (32) in each of the cutter blades (30), at least a portion of such cutter inserts being as recited in any of the preceding claims, the cylindrical base end (38) of each such cutter insert being substantially completely encapsulated within a complementary cylindrical socket (34) formed in the cutter blade (30), the non-symmetrical insert cutter end (41) projecting beyond an end surface (30) of the cutter blades for engaging an earthen formation. Rotierender Gesteinsmeissel zum Bohren irdener Formationen, bestehend aus: einem Gesteinsmeisselkörper (47) mit einem ersten, mit Gewinde versehenem, Bolzenende (46) und einem zweiten Schneidelementende (48), wobei das Schneidelementende mindestens ein Paar allgemein radial angeordneter, erhöhter Schneidklingen (30) und dazwischen geformte Flüssigkeitskanäle (51) aufweist, jeder Flüssigkeitskanal mit einer Flüssigkeitskammer, die innerhalb des Meisselkörpers geformt ist, über mindestens eine Flüssigkeitsausgangsöffnung (40) im zweiten Schneidelementende des Meisselkörpers kommuniziert;undeiner Vielheit asymmetrischer Schneidelementeinsätze (32) in jeder der Schneidelementklingen (30), wobei mindestens ein Teil solcher Schneidelementeinsätze so wie in einem der vorherigen Ansprüche erwähnt ist, das zylindrische Basisende (38) jedes derartigen Schneidelementeinsatzes im wesentlichen völlig innerhalb einer komplementären zylindrischen Hülse (34) eingekapselt ist, die in der Schneidelementklinge (30) geformt ist, das nichtsymmetrische EinsatzSchneidelementende (41) über eine Endfläche (30) der Schneidelementklingen hinausragt, um mit einer irdenen Formation in Eingriff zu kommen. Un trépan à lames pour pierre (45) pour percer des formations de sol comprenant: un corps (47) de trépan à pierre ayant une première extrémité avec goupille à pas de vis (46) et une deuxième extrémité coupante (48), l'extrémité coupante ayant au moins une paire de lames coupantes (30) en relief disposées de façon générale radialement et de canaux (51) à fluide formés entre elles, chaque canal à fluide communicant avec un plein de fluide formé à l'intérieur du corps du trépan par au moins un des orifices (40) de sortie de fluide dans la deuxième extrémité coupante du corps de la mèche;etune quantité de pièces asymétriques encastrées dans la fraise (32) dans chacune des lames de la fraise (30), au moins une portion de ces pièces encastrées dans la fraise correspondant à leur description dans l'une quelconque des revendications précédentes, l'extrémité de base cylindrique (38) de chaque pièce encastrée de la fraise étant substantiellement encapsulée dans une douille cylindrique (34) complémentaire formée dans la lame (30) de la fraise, l'extrémité coupante (41) de la pièce encastrée non-symétrique projetant au-delà d'une surface d'extrémité (30) des lames de la fraise pour engager une formation de sol.