Телескопическая бурильная штанга

 

Изобретение относится к строительной бурильной технике. Цель - повышение надежности работы штанги за счет упрощения конструкции. Для этого втулка 3 с внутренней стороны выполнена с выступом 6, а направляющие элементы 4 установлены с возможностью вращения, имеют профильную внутреннюю поверхность. Для размещения выступа 6 в элементах 4 выполнен радиальный секторный паз. Штанга имеет внутреннюю 1 и наружную 2 секции. В исходном положении секций 1 и 2 зазор 10 между элементами 4 и наружной поверхностью секции 1 меньше зазора 9 между последней и зажимными элементами 5. При контакте бура с грунтом секция 1 сопротивляется вращению. При этом выступ 6 не касается торца паза, что обеспечивает свободное положение элемента 4 и передачу вращения от секции через элементы 5 на секцию 2. После этого секция 1 начинает вращаться, преодолевая сопротивление от действия грунта на бур. При расклинивании элементов 5 выступ 6 касается торца паза и штангу складывают и поднимают. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1479607 А1 (5D4E 21 В 17 07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, t, »

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C сО

Иа дайна (21) 426 10066/23-03 (22) 23.04.87 (46) 15.05.89, Бюп. №- 18 (71) Красноярский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института строительного и дорожного машиностроения (72) Г.А.Смирнов, И,Л.Каган, В.Л.Шустов, Д.О,Макушкин, Ю,Д.Кривьи, Г.А,Гаврилов и Г.Б.Дунаев (53) 622.233,05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 539138, кл. Е 21 С 1/00, 1974, Авторское свидетельство СССР № 86 1544, .кл. Е 21 В 17/07, 1979. (54 ) ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ БУРИЛЬНАЯ ШТАНГА (57) Изобретение относится к строительной бурильной технике. Цель изобретения — повышение надежности работы штанги за счет упрощения конструкции.

Для этого втулка 3 с внутренней стороны выполнена с выступом 6, а направляющие элементы 4 установлены с возможностью вращения, имеют профильную внутреннюю поверхность. Для размещения выступа 6 в элементах 4 выполнен радиальный секторный паз.

Штанга имеет внутреннюю 1 и наружную

2 секции. В исходном положении секций t и 2 зазор 10 между элементами

1479607

4 и наружной поверхностью секции 1 меньше зазора 9 между последней и зажимными элементами 5. При контакте бура с грунтом секция 1 сопротивляется вращению. При этом выступ 6 не касается торца паза, что обеспечивает свободное положение элемента 4 и пе-..Изобретение относится к строительной бурильной технике, а именно к штангам бурильных машин.

Цель изобретения — повышение на5 дежности работы штанги за счет упрощения ее конструкции, На фиг,1 изображена,телескопическая бурильная штанга, разрез; на фиг.2 и 3 — сечения А-А и Б-Б на фиг. 1 (штанга в свободном положении секций); на фиг.4 и 5 — то же, в фиксированном положении секций, Телескопическая бурильная штанга включает внутреннюю 1 и наружную 2 секции с профильными, например квадратными, наружными поверхностями, закрепленную на конце наружной секции 2 втулку 3 с размещенными в ней направляющими элементами 4 и располо- 20 женными между ними зажимными клиновыми, например сегментообразными, элементами 5.

Направляющие элементы 4 установлены во втулке 3 с возможностью огра- 25 ниченного поворота на определенный угол С за счет наличия на внутренней поверхности втулки 3 выступа 6, расположенного. в радиальном секторном пазу 7 направляющего элемента 4, 30

Зажимные элементы 5 установлены в пазах 8 втулки 3 между направляющими элементами 4, имеющими профильную, например квадратную, внутреннюю поверхность, Зажимные элементы 5 и направляющие элементы 4 в свободном положении секций (фиг,2 и 3) охватывают внутреннюю секцию 1 с зазорами 9и 10 соответственно, причем зазоры 10 меньше зазоров 9, Наружная штанга 2 монтируется во вращателе 11 с возможностью свободного осевого перемещения. Связь выходной шестерни вращателя в наружной редачу вращения от секции через элементы 5 на секцию 2. После этого секция 1 начинает вращаться, преодолевая сопротивление от действия грунта на бур. При расклинивании элементов 5 выступ 6 касается торца паза и штангу складывают и поднимают. 5 ил, секции осуществляется, например, так же, как и между секциями бурильной штанги, Верхний конец секции подвешен на канате 12, другой конец которого связан с барабаном лебедки (не показано), На нижнем конце секции 1 закреплен бурильный инструмент (не показан), Верхний конец секции 2 имеет фланец 13 °

Телескопическая бурильная штанга работает следующим образом.

Спуск бурильной штанги осуществляется с помощью стравливания каната

12. При этом обе секции 1 и 2 штанги опускаются совместно, т.е. штанга движется вниз в сдвинутом положении, Затем при дальнейшем движении (когда глубина скважины станет больше хода наружной секции) наружная секция 2 фланцем зависнет на вращателе и далее будет выдвигаться только внутренняя секция, Когда осуществляется спуск штанги, зажимные элементы 5 занимают положение, изображенное на фиг,2, а направляющие элементы 4 — положение, изображенное на фиг,3. Аналогичное взаимное положение указанных деталей должно быть и при подъеме штанги.

При наматывании каната 12 на барабан поднимают секцию 1, которая сначала поднимается одна, а затем, упираясь корпусом бурильного инструмента в нижнюю часть секции 2, увлекает ее вверх, и штанга в сложенном положении занимает верхнее исходное положение.

При вращении секции 2 и втулки 3 по часовой стрелке (фиг.1 и 5) направляющие элементы 4 поворачиваются относительно неподвижной секции 1 в пределах угла, допускаемого зазором 10 (фиг,3), Одновременно смещают1479607 ся по часовой стрелке зажимные элементы 5 и уменьшается зазор 9 (фиг.2 и 4). Так как зазор 10 меньше зазора

9, то сначала начинают контактировать с секцией 1 направляющие 4. При контакте бура с грунтом секция 1 имеет сопротивление вращению. Тогда направляющие 4 останавливаются, а втулка 3 и упор 6 продолжают вращение до полного выбора зазоров 9 и заклинивания зажимных элементов 5. При этом упор

6 не касается торца паза направляющего элемента 4, что обеспечивает свободное его (элемента 4) положение и передачу вращения .от секции 1 на секцию 2 через зажимные элементы 5.

Только после этого секция 1 приходит во вращение, преодолевая сопротивление от действия грунта на бур.

При обратном вращении (против часовой стрелки) секции 2 и втулки 3 в том же направлении будут двигаться элементы 5 и упор 6. Элементы 5 расклинятся, начнет расти до первоначального размера зазор 9, Затем упор

6 упрется в торец прорези элемента 4.

В этом положении зазоры 10 станут равны первоначальным (фиг.3), а зазоры 9 будут выбраны в обратную сторону, Если вращение против часовой стрелки будет продолжено, то положение элементов 5 относительно секции

1 не изменится, т.е. будет сохраняться первоначальный зазор 9, Таким образом, при вращении по часовой стрелке момент вращения от секции 2 к секции 1 передается посредсТвом зажимных элементов 5, а при обратном вращении — через направляющие элементы 4 и упор 6, Самоустанавливающиеся сегментообразные элементы 5 при заклинивании создают значительно более высокие нормальные давления N в контакте поверхностей, чем нормальные усилия в контакте детали 4 за счет большей величины зазора у первых, чем у вторых. Подбирая необходимый зазор создают требуемую величину нормального давления N в контакте с деталью 5.

От нормального усилия N образуется сила трения F=N f, где f — коэффициент трения. За счет высокого значения силы трения при заклинивании элементов

5 вместе с передачей вращающегося момента осуществляется и передача осевой нагрузки от наружной секции 2 к внутренней секции 1 (фиг.4 и 5). Наоборот, когда элементы 5 расклинены, упор 6 касается торца паза элементов

5, осуществляется подъем и складывание секций штанги (фиг.2 и 3).

Формула изобретения

Телескопическая бурильная штанга, включающая наружную секцию, внутреннюю секцию с профильной наружной поверхностью, закрепленную на конце наружной секции втулку с размещенными в ней направляющими и расположенными между ними зажимными элементами, образующими в исходном положении секций зазор с наружной поверхностью внутренней секции, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности ее работы за счет упрощения конструкции, втулка с внут35 ренней стороны выполнена с выступом, а направляющие элементы установлены с возможностью вращения, имеют профильную внутреннюю поверхность и радиальный секторный паз для размеще40 ния выступа втулки, причем зазор в исходном положении секций между направляющими элементами и наружной поверхностью внутренней секции меньше зазора между последней и зажимными

45 элементами, 1479607

А-A б-d

Составитель В.Родина

Редактор М. Петрова Техред А. Кравчук Корр е к т ор И. Хус ка

Заказ 2513/30 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101