Буровое шарошечное долото

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к шарошечным бурам для проходки восстающих горных выработок по схеме бурения снизу вверх. Цель - повышение производительности и эксплуатационной надежности путем увеличения механической скорости бурения и снижения вибрации шарошек за счет обеспечения крупного скола при одновременном снижении энергоемкости разрушения. Буровое шарошечное долото состоит из корпуса 1, на котором установлены четные и нечетные шарошки (Ш) 2, 3, породоразрушающие венцы 4 которых оснащены зубцами 5, 6. Расстояние между зубцами 5, 6 на венцах 4 и между венцами на Ш 2, 3 равно. Площади поперечного сечения каждого зубца венцов 4 одной из Ш относятся к площади поперечного сечения каждого зубца венцов 4 другой смежной с ней Ш как S<SB POS="POST">1</SB>/S<SB POS="POST">2</SB>=0,1-0,3. При этом радиус венцов 4 Ш с зубцами меньшей площади поперечного сечения больше, чем радиус венцов смежных с ними Ш. Первоначально на забой действуют зубцы 5 меньшей площади поперечного сечения Ш, поскольку они расположены с опережением по отношению к зубцам 6, имеющим большую площадь поперечного сечения, т.е.зубцы 6 скалывают выступы забоя. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Е 21 D 3/00

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

1 (21) 4472476/24-03 (22) 26.05.88 (46) 30.06.90. Бюл. № 24 (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А. П. Карпиков, В. К. Шехурдин, П. Ф. Смагин, В. В. Чуносов и П. А. Беляев (53) 622.24.051.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 901455, кл. Е 21 В 10/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 247162, кл. Е 21 В 10/08, 1967. (54) БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО (57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к шарошечным бурам для проходки восстающих горных выработок по схеме бурения снизу вверх.

Цель — повышение производительности и эксплуатационной надежности путем уве.личения механической скорости бурения и снижения вибрации шарошек за счет обесИзобретение относится к области горной промышленности, в частности к шарошечным бурам для проходки восстающих горных выработок по схеме бурения снизу — вверх.

Целью изобретения является повышение производительности и эксплуатационной надежности путем увеличения механической скорости бурения и снижения вибрации инструмента и энергоемкости разрушения за счет обеспечения крупного скола и перекатывания венцов шарошек каждой группы по одним и тем же траекториям.

На фиг. 1 показан общий вид бурового шарошечного долота; на фиг. 2 — формы поперечных сечений породоразрушающих зубцов; на фиг. 3 — схема последователь ного воздействия зубцов шарошек на забой.

Долото состоит из корпуса 1, на котором установлены четные 2 и нечетные 3 шарошки.

„.SU, 1574818 А1

2 печения крупного скола при одновременном снижении энергоемкости разрушения.

Буровое шарошечное долото состоит из корпуса 1, на котором установлены четные и нечетные шарошки (Ш) 2, 3, породоразрушающие венцы 4 которых оснащены зубцами 5,6. Расстояние между зубцами 5,6 на венцах 4 и между венцами на Ш 2,3 равно.

Площади поперечного сечения каждого зубца венцов 4 одной из Ш относятся к площади поперечного сечения каждого зубца венцов 4 другой смежной с ней Ш как

Si/$г=0,1 — 0,3. При этом радиус венцов 4

Ш с зубцами меньшей площади поперечного сечения больше, чем радиус венцов смежных с ними Ш. Первоначально на забой действуют зубцы 5 меньшей площади поперечного сечения Ш, поскольку они расположены с опережением по отношению к зубцам 6, имеющим большую площадь поперечного сечения, т.е. зубцы 6 скалывают выступы забоя. 3 ил.

Каждая группа (A,Á,В) шарошек 2 и 3 имеет породоразрушающие венцы 4. Нечетные I шарошки 3 оснащены зубцами 5, имеющими площадь Si поперечного сечения меньше, чем у зубцов 6, которыми армированы четные II шарошки 2. Кроме того, в зубьях

6 выполнены осевые отверстия 7, площадь поперечного сечения которых является составной частью общей площади S вставки

6. Для соединения с буровой колонной, связанной со станком (не показаны) долото снабжено переходником 8.

Долото работает следующим образом.

При расширении пилот-скважины или при бурении восстающих выработок на полный диаметр снизу — вверх разрушение породы осуществляется путем поочередного воздействия зубцов 5 и 6 венцов 4 шарошек 2 и 3 на забой. Первоначально на забой

1574818

3 действу от зубцы 5 меньшей площади поперечного сечения (фиг. 2), которыми оснащены нечетные шарошки 3, поскольку они расположены с опережением (фиг. 3) по отношению к зубилам 6, имеющим большую площаль поперечного сечения Sg. Это.приводит к формированию более шероховатого забоя (фиг. 3, сплошная линия), который впоследствии выравнивается воздействием ! четных шарошек 2. Поскольку расстояние межлу зубцами 5.и 6 и венцами 4 равное, то они в основном попадают в одни и те же точки контакта, что обеспечивает снижение вибрации инструмента, так как значительно снижается вероятность попадания зубцов

5 и 6 на выступы или уклоны лунок выкола забоя, Зубцы 6, имеющие большую площадь поперечного сечения, выполнены с осевым отверстием 7, что снижает площадь их контакта с забоем, а следовательно, увеличивает контактное давление и в конечном итоге обеспечивает более крупный скол поролы.

Формула изобретения

В результате такой работы зубцы 6 действуют на лунку аналогично клину, т.е. скалывают выступы забоя (фиг. 3). Экспериментальными исследованиями установлено, что угол раскрытия лунок выкола в упруго-хрупких породах колеблется в пределах 120 — 140". Исходя из этого и на основе дополнительно проведенных экспериментальных исследований, на ударном копре было установлено, что максимальный объем откалываемой породы (следовательно, минимальная энергоемкость разрушения) достигается при соотношении площадей поперечного сечения зубцов 5 и 6 . й/S>=0,1 — 0,3. Г!ри этом минимальное соотношение S>/S — — 0,1 соответствует породам, угол раскрытия лунок выкола у которых соответствует значению -140, а максимальное соотношение . S)/Sã=0,3 значению угла -124, 1О

Буровое ша рошеч ное долото, вклю-. чающее корпус, на котором установлены

15 шарошки, венцы которых оснащены зубцами, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и эксплуатационной належности путем увеличения механической скорости бурения и снижения вибрации шарошек за счет обеспечения круп о ного скола при одновременном снижении энергоемкости разрушения, расстояние межлу зубцами на венцах и между венцами на шарошках равно, а площади поперечного сечения каждого зубца S венцов одной из шарошек соотносятся к площади поперечного сечения S> кажлого зубца вен цов другой смежной с ней шарошки как

Si/Sp=0,1 — 0,3, при этом радиус венцов шарошек,с зубцами меньшей площади попе-. речного сечения больше, чем радиус венчо цов смежных с ними шарошек.

1574818

Sg

Составитель Л. Черепенкина

Редактор О. Спесивых Техред А. Кравчук Корректор T. Малеи

Тираж 385 . Под и I IC H (N ((ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГKIIT (.С(.1

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугпская наб., a. 4!5

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