Двойной колонковый снаряд

 

Изобретение относится к устройствам для отбора керна в горном деле и позволяет повысить долговечность , эксплуатационную надежность и эффективность работы снаряда. Он содержит наружную трубу 2 с патрубками и внутреннюю трубу 18 соответственно с наружной 3 и внутренней 19 коронками (К) и переходниками (П) 13, 16. Вибрационный механизм состоит из двух обойм 9, 11с гнездами и роли

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 Е 21 В 25 .

ВСЕС() 1(1:(НА g ,13 „";, ",ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 4049574/22-03 (22) 30.12.85 (46) 15.08.87. Бюл. Р 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений (72} П.К.Мазаев (53) 622.243.64(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1019071, кл. Е 21 В 25/00, 1982.

Воздвиженский Б.И. и др. Разведочное бурение. M.: Недра, 1979, с. 272, рис. 116.в. (54) ДВОЙНОЙ КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД (57) Изобретение относится к устройствам для отбора керна в горном деле и позволяет повысить долговечность, эксплуатационную надежность и эффективность работы снаряда. Он содержит наружную трубу 2 с патрубками и внутреннюю трубу 18 соответственно с наружной 3 и внутренней 19 коронками (К) и переходниками (П) 13, 16.

Вибрационный механизм состоит из двух обойм 9, 11 с гнездами и роли1330299

25 ками (P) 10, 12 в них. Внутри верхней обоймы 9 подвижно установлен шток 8, жестко связанный с нижней обоймой 11, Коаксиально на ней установлен средний П 13. Опора подшипника 5 с комплектом тарельчатых пружин 6 размещена над П 13. Гнезда обойм 9, 11 выполнены со смещением осей относительно радиальных осей обойм 9, 11, обеспечивая при вращении и сближении обойм первоначальное соприкосновение Р 10, 12 по линии их образующих. Величина смещения

А равна А = 1/2 (Ь(2Р— h)J,где

D — диаметр P 10, 12, мм; h — величина выступов P 10, 12 над торцами

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для отбора керна при бурении геологоразведочных скважин на уголь.

Целью изобретения является повышение долговечности, эксплуатацион ной надежности и эффективности работы двойного колонкового снаряда.

На фиг. 1 изображен двойной колонковый снаряд, общий вид; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1;на фиг. 3 положение обойм с роликами в момент контакта; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг . 3.

Двойной колонковый снаряд (фиг. 1) содержит верхний переходник 1, наружную трубу 2 с наружной коронкой 3, упорный подшипник 4, опору подшипника 5, комплект тарельчатых дружин 6, патрубки 7, шток 8, верхнюю обойму вибрагора 9 с роликами 10, нижнюю обойму внбратора 11 с роликами 12, средний переходник 13 с сальником

14 и гайкой 15, нижний переходник

16 с шариковым клапаном 17, внутреннюю трубу 18 .. с внутренней коронкой

19, кассету 20.

Двойной колонковый снаряд работает следующим образом.

При отсутствии осевой нагрузки на снаряд внутренняя коронка 19 имеет начальное опережение по отношению к наружной коронке 3. Между обоймами вибратора 9 и 11 остается зазор и обойм 9, 11, мм. При создании осевой нагрузки на снаряд К 19 углубляется в уголь с опережением К 3, что изолирует керн от жидкости и загрязнения.

При увеличении нагрузки К 19 отстает, а обоймы 9 н 11 сближаются и вращаются. При этом P 10 перекатываются по

P 12, нагружая К 19. Благодаря выбранной величине А контактные напря жения прн встрече P 10, 12 равномерно распределяются по линии контакта образующих P 10, 12. При вращательном бурении в забой внедряется К 3, а обрабатывается керн К 19 ° Далее

К 19 внедряется в уголь, опережая

К 3. 4 ил. ролики 10 и 12 в зацепление не .входят.

При бурении по угольному пласту на снаряд создается осевая нагрузка

6 4 — 6 кН. При этом комплект тарельчатых пружин 6 сжимается, и опережение внутренней коронки 19 по отношению к наружной короке 3 уменьшается до 2- 3 мм, верхняя и нижняя обоймы

10 вибратора 9 и 11 сближаются, но между ними еще остается зазор ° Внутрен» няя коронка 19, углубляясь в уголь с опережением, обеспечивает надежную изоляцию угольного керна от воздей15 ствия промывочной жидкости и от загрязнения его буровым шламом.

При встрече породного прослоя или более крепких разностей угля, бурение которых в.режиме штампования затруднено, осевая нагрузка на снаряд повышается до 8 — 10 кН. При этом комплект тарельчатых пружин 6 получает дополнительное сжатие и внутренняя коронка 19 получает отставание на 2- 4 мм относительно торца наружной коронки 3, а обоймы вибратора 9 и 11 сближаются. Верхняя обойма вибратора 9., соединенная патрубком

З0 7 с верхним переходником 1, вращает.ся относительно нижней обоймы вибратора 11, соединенной с невращающейся внутренней трубой 18. Ролики 10 верхней обоймы 9 перекатываются по роликам 12 нижней обоймы 11, создавая

1330299

А =

А =

2 дополнительную высокочастотную динамическую нагрузку на внутреннюю коронку 19. При вращении снаряда с частотой 153-28 1 об/мин вибратор производит 612-1124 ударов в минуту.

При сближении роликов 10 и 12 верх-! ней и нижней обойм 9 и 11,в первый момент их соприкосновение происходит по линии, лежащей вдоль роликов, по их образующим. Чтобы соприкосновение роликов происходило по этой линии, величина смещения осей гнезд под ролики относительно радиальных осей обойм должна удовлетворять условию . 15 где А —. величина смещения;

D — диаметр роликов;

h — величина выступа роликов над, торцами обойм.

Таким образом, контактные напря- 25 жения, возникающие в момент встречи каждой пары роликов, равномерно распределяются по линии контакта обра- зующих роликов. При работе в режиме вращательно-вибрационного бурения 30 в забой скважины врезается наружная коронка 3, образуя керн, равный внутреннему диаметру коронки 3. Этот керн на расстоянии 2 †. 4 мм от забоя обрабатывается вибрирующей внутренней коронкой 19 по диаметра кернокалибрующего отверстия внутренней коронки.

После бурения породного прослоя осевая нагрузка на снаряд автомати чески уменьшается за счет внедрения внутренней коронки 19 в уголь. Тарельчатые пружины 6 частично разжимаются, обоймы 9 и 11 раздвигаются, и 45 вибратор выключается, а внутренняя коронка 19 вновь получает опережение относительно наружной коронки 3.угольный интервал вновь проходит в режиме штампования. 50

Формула изобретения

Двойной колонковый снаряд содержащий наружную трубу с наружной коронкой и переходником в верхней части, внутреннюю трубу с внутренней коронкой и переходником с шариковым клапаном в верхней части, два патрубка, установленных в наружной трубе над внутренней трубой и жестко связанных с переходником, вибрационный механизм, состоящий из двух обойм с гнездами и роликами в них, 1 .верхняя из которых жестко связана с переходником, а нижняя — с внутренней трубой, шток с утолщенной верхней частью с цилиндрической расточкой в ней, установленный внутри верхней обоймы с возможностью осевого перемещения и жестко связанный с нижней обоймой, средний переходник, установленный коаксиально на нижней обойме и жестко связанный с нижним патрубком, с гайкой и сальником со стороны обоймы, опору подшипника с комплектом тарельчатых пружин,.установленную под переходником, нижний конец которой размещен в цилиндрической расточке штока с возможностью относительного осевого перемещения, подшипник, верхняя обойма которого закреплена на переходнике,а нижняя упирается в верхний торец опоры подшипника, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности эксплуатационной надежности и эффективности работы, гнезда под ролики в обоймах вибрационного механизма выполнены со смещением осей относительно радиальных осей обойм, обеспечивая при вращении и сближении обойм первоначальное соприкосновение роликов по линии их образующих, причем величина смещения А равна где D — диаметр роликов, мм;

h — величина выступов роликов над торцами обойм, мм.

1330299

g3

Составитель А. Кондратенков

Техред В.Кадар

Корректор И.Муска

Редактор H.Ãîðâàò

Заказ 3551/34 . Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4