Забурное устройство для станков со шнековым рабочим органом
Владельцы патента RU 2247220:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) (RU)
Изобретение относится к горному делу, а именно к буровым станкам со шнековым рабочим органом. Устройство включает зажимные колодки седловидной формы, каждая из которых подпружинена относительно рычагов поворота с осями посредством рессорных пружин и свободно установлена на рычагах поворота с возможностью их поворота при износе спирали шнекового рабочего органа по диаметру, без смещения последнего с оси бурения, на некоторый угол вокруг осей крепления зажимных колодок, расположенных параллельно продольной оси забурного устройства, привод поворота рычагов, центрирующие ролики, закрепленные на концах зажимных колодок посредством осей параллельно продольной оси забурного устройства. На концах зажимных колодок выполнены пазы, радиально ориентированные к продольной оси забурного устройства, в которых размещены упругие вставки, прижимающие оси центрирующих роликов в направлении продольной оси забурного устройства. Оси центрирующих роликов выполнены с возможностью перемещения по пазам. Жесткость рессорных пружин зажимных колодок не превышает жесткости упругих вставок. Изобретение обеспечивает повышение эффективности бурения шнековым рабочим органом с частичным износом спирали по диаметру. 3 ил.
Изобретение относится к горному делу, а именно к буровым станкам со шнековым рабочим органом, и может быть использовано на других буровых станках.
Известно забурное устройство для станков со шнековым рабочим органом, включающее зажимные колодки седловидной формы, связанные с рычагами поворота, привод поворота рычагов и ролики определенной длины для контакта со спиралью рабочего органа, закрепленные на концах зажимных колодок, оси которых параллельны продольной оси забурного устройства (см. авторское свидетельство СССР №1647116, кл. Е 21 В 7/24, 1991). Данное техническое решение за счет качения свободно вращающихся роликов позволяет снизить расход энергии на вращение рабочего органа и износ спирали буровых шнеков.
Недостаток данного технического решения заключается в смещении с оси бурения (перекос) шнекового рабочего органа с частичным износом по диаметру при его центрировании в забурном устройстве, что снижает точность забуривания скважин и производительность буровых работ.
Наиболее близким техническим решением является забурное устройство для станков со шнековым рабочим органом, включающее зажимные колодки седловидной формы, каждая из которых подпружинена относительно рычагов поворота с осями посредством рессорных пружин и свободно установлена на рычагах поворота с осями, с возможностью их поворота при износе спирали шнекового рабочего органа по диаметру, без смещения последнего с оси бурения, на некоторый угол вокруг осей крепления зажимных колодок, расположенных параллельно продольной оси забурного устройства, привод поворота рычагов, центрирующие ролики, закрепленные на концах зажимных колодок посредством осей параллельно продольной оси забурного устройства (см. Описание изобретения к заявке №94033121, кл. Е 21 В 7/24, 1996). Данное техническое решение за счет свободной установки зажимных колодок на рычагах поворота позволяет более точно центрировать изношенные по диаметру шнеки, а следовательно, сократить время вспомогательных операций и в целом повысить производительность буровых работ.
Недостаток данного технического решения при забуривании шнекового рабочего органа с частичным износом по диаметру (не более 10%) заключается в том, что оси центрирующих роликов забурного устройства жестко закреплены на концах зажимных колодок, плотно охватывающих центрирующими роликами нижнюю более изношенную часть шнекового рабочего органа перед забуриванием, что способствует существенному увеличению сил трения торцов спирали шнекового рабочего органа на поверхностях центрирующих роликов в конце процесса забуривания, при прохождении через центрирующие ролики забурного устройства верхней, менее изношенной (т.е. имеющей больший диаметр) части шнекового рабочего органа. Это предопределяет дополнительный расход энергии вращательно-подающего механизма станка на процесс забуривания, снижает скорость забуривания и в конечном итоге эффективность бурения шнековым рабочим органом с частичным износом спирали по диаметру.
Изобретение направлено на повышение эффективности бурения шнековым рабочим органом с частичным износом спирали по диаметру.
Это достигается тем, что в забурном устройстве для станков со шнековым рабочим органом, включающем зажимные колодки седловидной формы, каждая из которых подпружинена относительно рычагов поворота с осями посредством рессорных пружин и свободно установлена на рычагах поворота с возможностью их поворота при износе спирали шнекового рабочего органа по диаметру, без смещения последнего с оси бурения, на некоторый угол вокруг осей крепления зажимных колодок, расположенных параллельно продольной оси забурного устройства, привод поворота рычагов, центрирующие ролики, закрепленные на концах зажимных колодок посредством осей параллельно продольной оси забурного устройства, на концах зажимных колодок выполнены пазы, радиально ориентированные к продольной оси забурного устройства, в которых размещены упругие вставки, прижимающие оси центрирующих роликов в направлении продольной оси забурного устройства, при этом оси центрирующих роликов выполнены с возможностью перемещения по пазам, а жесткость рессорных пружин зажимных колодок не превышает жесткости упругих вставок.
На фиг.1 изображено предлагаемое забурное устройство (вид сверху); на фиг.2 - разрез по А-А; на фиг.3 - вид Б на фиг.2.
Забурное устройство для станков со шнековым рабочим органом 1 включает зажимные колодки 2 седловидной формы, каждая из которых подпружинена относительно рычагов поворота 3 с осями 4 посредством рессорных пружин 5 и свободно установлена на рычагах поворота 3 с возможностью их поворота при износе спирали 6 шнекового рабочего органа 1 по диаметру, без смещения последнего с оси бурения, на некоторый угол вокруг осей крепления 7 зажимных колодок 2, расположенных параллельно продольной оси забурного устройства, привод 8 поворота рычагов 3, центрирующие ролики 9, закрепленные на концах зажимных колодок 2 посредством осей 10 параллельно продольной оси забурного устройства. При этом на концах зажимных колодок 2 выполнены пазы 11, радиально ориентированные к продольной оси забурного устройства, в которых размещены упругие вставки 12, прижимающие оси 10 центрирующих роликов 9 в направлении продольной оси забурного устройства. Кроме того, оси 10 центрирующих роликов 9 выполнены с возможностью перемещения по пазам 11, а жесткость рессорных пружин 5 зажимных колодок 2 не превышает жесткости упругих вставок 12.
Работает забурное устройство следующим образом. Перед процессом забуривания шнековый рабочий орган 1 опускается до упора в разбуриваемую поверхность забоя, после чего с помощью привода 8 рычаги поворота 3 поворачиваются вокруг осей 4 и своими седловидными зажимными колодками 2 сближаются до момента соприкосновения с торцевой поверхностью спирали 6 шнекового рабочего органа 1. После этого, включается вращение шнекового рабочего органа 1 и его подача на забой, т.е. собственно начинается забуривание скважины. При износе спирали 6 шнекового рабочего органа 1 по диаметру зажимные колодки 2 поворачиваются без смещения последнего с оси бурения, на некоторый угол вокруг осей крепления 7, преодолевая незначительное сопротивление рессорных пружин 5, и обеспечивают контакт всех центрирующих роликов 9 забурного устройства со спиралью 6 нижней (более изношенной) части шнекового рабочего органа 1. При этом вследствие разной жесткости рессорных пружин 5 и упругих вставок 12, удерживающих оси 10 центрирующих роликов 9 в исходном положении, упругие вставки 12 продолжают оставаться в рабочем (относительно ненагруженном) состоянии. В процессе прохождения через забурное устройство верхней, менее изношенной части шнекового рабочего органа 1, оси 10 центрирующих роликов 9 перемещаются по радиально ориентированным пазам 11 седловидных колодок 2 в направлении от продольной оси забурного устройства, преодолевая сопротивление упругих вставок 12, компенсируя тем самым увеличение диаметра верхней менее изношенной части шнекового рабочего органа 1.
Предлагаемое техническое решение, за счет возможности перемещения осей центрирующих роликов в пазах зажимных колодок забурного устройства, позволяет снизить силы трения торцов спирали шнекового рабочего органа на поверхностях центрирующих роликов в конце процесса забуривания, снизить расход энергии вращательно-подающего механизма станка, повысить скорость забуривания и, в целом, эффективность бурения шнековым рабочим органом с частичным износом спирали по диаметру.
Забурное устройство для станков со шнековым рабочим органом, включающее зажимные колодки седловидной формы, каждая из которых подпружинена относительно рычагов поворота с осями посредством рессорных пружин и свободно установлена на рычагах поворота с возможностью их поворота при износе спирали шнекового рабочего органа по диаметру, без смещения последнего с оси бурения, на некоторый угол вокруг осей крепления зажимных колодок, расположенных параллельно продольной оси забурного устройства, привод поворота рычагов, центрирующие ролики, закрепленные на концах зажимных колодок посредством осей параллельно продольной оси забурного устройства, отличающееся тем, что на концах зажимных колодок выполнены пазы, радиально ориентированные к продольной оси забурного устройства, в которых размещены упругие вставки, прижимающие оси центрирующих роликов в направлении продольной оси забурного устройства, при этом оси центрирующих роликов выполнены с возможностью перемещения по пазам, а жесткость рессорных пружин зажимных колодок не превышает жесткости упругих вставок.
