Стенд для исследования буровых рабочих органов

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к оборудованию для испытания буровых рабочих органов. Технический результат заключается в повышении эффективности и расширении диапазона возможностей путем измерения крутящего момента, осевого усилия и скорости погружения рабочего органа, а также путем использования в эксперименте рабочих органов больших диаметров и значительного сокращения времени на проведение испытаний в естественных условиях без подготовки образцов. Для достижения технического результата предложен стенд для исследования буровых рабочих органов, содержащий опорную раму (1) с закрепленными на ней направляющими стойками ((3), ползун (4), установленный на направляющих стойках (3) с возможностью вертикального перемещения, привод вращения бурового рабочего органа и механизм перемещения ползуна. Согласно изобретению опорная рама (1) выполнена с каркасом (2), привод вращения бурового рабочего органа установлен на ползуне (4) и содержит электродвигатель (7), втулочно-пальцевую муфту (8), цилиндрический редуктор (9) и соединительную муфту (10) для передачи вращения буровой штанге (11), на которой установлен буровой рабочий орган в виде буровой головки (13) со шнеком (12). Между буровой штангой (11) и соединительной муфтой (10) закреплено тензозвено (14) для регистрации крутящего момента, передаваемого на буровой рабочий орган. Механизм перемещения ползуна с установленным на нем буровым оборудованием содержит лебедку (5) и полиспастную подвеску (6), установленную на каркасе (2), закрепленном на опорной раме (1). При этом ползун (4) соединен с полиспастной подвеской (6), в которой встроено тензозвено (15) для регистрации осевого усилия, а блочный элемент (16) полиспастной подвески соединен с приспособлением для регистрации скорости перемещения ползуна, соответствующей скорости погружения бурового рабочего органа. 2 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к оборудованию для испытания буровых рабочих органов.

Известен стенд для имитации колебаний става при бурении, включающий мачту, вращатель, буровую штангу-став, макет забоя и рабочий орган - шарошечное долото (Авторское свидетельство СССР №1474255 А1, дата приоритета 19.12.1986, дата публикации 23.04.1989, авторы Улицкий Е.Н. и др., SU).

Недостатком известного аналога является низкая его эффективность в связи с использованием макетов забоя, что ограничивает использование рабочего инструмента большого диаметра и глубину его погружения, также снижается точность и качество проведения эксперимента, а из-за необходимости постоянной подготовки и установки макетов забоя не обеспечивается жесткость установки исследуемого образца, и повышается трудоемкость процесса испытания, кроме того, отсутствует возможность регистрировать крутящий момент, осевое усилие и глубину погружения.

Известен стенд для исследования бурового инструмента и процессов бурения, принятый в качестве прототипа, обеспечивающий бурение с постоянными осевым усилием и с постоянной удельной подачей, включающий приводной двигатель, механизм вращения буровой штанги, ударный узел и механизм подачи, содержащий коническую передачу, червячный редуктор, винт, подвижную каретку, гайку подачи, корпус гайки, жестко закрепленный на каретке, и включающий и отключающий элемент, посредством которого гайка подачи соединена с кареткой (Авторское свидетельство СССР №524910, дата приоритета 29.11.1974, дата публикации 15.08.1976, авторы Дворников Л.Т. и др., RU, прототип).

Недостатком прототипа является низкая его эффективность из-за отсутствия возможности регистрировать крутящий момент, осевое усилие и скорость погружения.

Задачей изобретения является повышение эффективности стенда для исследования буровых рабочих органов путем расширения диапазона возможностей с обеспечением измерения крутящего момента, осевого усилия и скорости погружения рабочего органа при проведении испытаний в естественных условиях без подготовки образцов.

Для решения поставленной задачи предложен стенд для исследования буровых рабочих органов, содержащий опорную раму с закрепленными на ней направляющими стойками, ползун, установленный на направляющих стойках с возможностью вертикального перемещения, привод вращения бурового рабочего органа и механизм перемещения ползуна. Согласно изобретению опорная рама выполнена с каркасом, привод вращения бурового рабочего органа установлен на ползуне и содержит электродвигатель, втулочно-пальцевую муфту, цилиндрический редуктор и соединительную муфту для передачи вращения буровой штанге, на которой установлен буровой рабочий орган, причем между буровой штангой и соединительной муфтой закреплено тензозвено для регистрации крутящего момента, передаваемого на буровой рабочий орган, а механизм перемещения ползуна с установленным на нем упомянутым буровым оборудованием содержит лебедку и полиспастную подвеску, установленную на каркасе, закрепленном на опорной раме, при этом ползун соединен с полиспастной подвеской, в которой встроено тензозвено для регистрации осевого усилия, а блочный элемент полиспастной подвески соединен с приспособлением для регистрации скорости перемещения ползуна, соответствующей скорости погружения бурового рабочего органа.

На фиг. 1 схематично показан стенд для исследования буровых рабочих органов; на фиг. 2 приведена кинематическая схема стенда.

Стенд для исследования буровых рабочих органов содержит опорную раму 1 с каркасом 2. На опорной раме зафиксированы направляющие стойки 3, на которых установлен ползун 4 с возможностью вертикального перемещения с помощью механизма, состоящего из лебедки 5 и полиспастной подвески 6, установленной на каркасе 2. При этом ползун 4 соединен с полиспастной подвеской 6. На ползуне 4 установлено буровое оборудование, включающее привод вращения бурового рабочего органа, содержащий электродвигатель 7, втулочно-пальцевую муфту 8, цилиндрический редуктор 9 и соединительную муфту 10 для передачи вращения буровой штанге 11, на которой установлен буровой рабочий орган, например, в виде шнека 12 и буровой головки 13. Между буровой штангой 11 и соединительной муфтой 10 закреплено тензозвено 14 для регистрации крутящего момента, передаваемого на буровой рабочий орган, а в полиспастной подвеске встроено тяговое тензозвено 15 для регистрации осевого усилия. Ось шкива 16 полиспастной подвески соединена с реостатным приспособлением для регистрации скорости перемещения ползуна, соответствующей скорости погружения бурового рабочего органа.

Стенд для испытания буровых рабочих органов работает следующим образом. Заглубление бурового рабочего органа в грунт осуществляется под собственным весом ползуна 4 с установленным на нем оборудованием 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14. При этом крутящий момент от электродвигателя 7 передается через втулочно-пальцевую муфту 8, цилиндрический редуктор 9 и соединительную муфту 10 на буровую штангу 11 со шнеком 12, на котором установлена буровая головка 13, и регистрируется тензозвеном 14. Осевое усилие, возникающее на буровой штанге 11, регистрируется тяговым тензозвеном 15, встроенным в полиспастную подвеску. Величина осевого усилия может изменяться при помощи установки на ползун 4 дополнительных пригрузов. Масса ползуна с пригрузом также регистрируется тензозвеном 15. Скорость перемещения ползуна регистрируется реостатным приспособлением, соединенным с осью шкива 16. Подъем рабочего органа из скважины осуществляется лебедкой 5 через полиспастную подвеску 6 путем подъема ползуна 4.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет проводить натурные исследования буровых рабочих органов в естественных условиях, регистрировать крутящий момент, осевое усилие, скорость погружения, использовать в эксперименте рабочие органы больших диаметров и значительно сократить время на проведение испытаний, что свидетельствует о высокой эффективности стенда.

Стенд для исследования буровых рабочих органов, содержащий опорную раму с закрепленными на ней направляющими стойками, ползун, установленный на направляющих стойках с возможностью вертикального перемещения, привод вращения бурового рабочего органа и механизм перемещения ползуна, отличающийся тем, что привод вращения бурового рабочего органа установлен на ползуне и содержит электродвигатель, втулочно-пальцевую муфту, цилиндрический редуктор и соединительную муфту для передачи вращения буровой штанге, на которой установлен буровой рабочий орган, причем между буровой штангой и соединительной муфтой закреплено тензозвено для регистрации крутящего момента, передаваемого на буровой рабочий орган, а механизм перемещения ползуна с установленным на нем упомянутым буровым оборудованием содержит лебедку и полиспастную подвеску, установленную на каркасе, закрепленном на опорной раме, при этом ползун соединен с полиспастной подвеской, в которой встроено тензозвено для регистрации осевого усилия, а блочный элемент полиспастной подвески соединен с приспособлением для регистрации скорости перемещения ползуна, соответствующей скорости погружения бурового рабочего органа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу определения запаса усталостной прочности каната, поддерживающего строительную конструкцию, а также к устройству определения запаса усталостной прочности такого каната.

Изобретение относится к автомобильному оборудованию, в частности к устройствам для закрепления автомобильного колеса на валу балансировочного станка. Зажимное устройство (1) выполнено с опорным фланцем (2) с несколькими радиально подвижными ведомыми центрирующими элементами (3) на нем для центрирующего зацепления в центрирующее отверстие колесного диска и с зажимной втулкой (4), аксиально подвижной относительно фланца (2).

Изобретение относится к испытаниям газосепараторов, используемым при добыче нефти с высоким газосодержанием. Стенд для испытания газосепараторов содержит накопительную емкость с сопряженным с ней стендовым гравитационным газожидкостным сепаратором, подпорный насос, систему приготовления газожидкостной смеси с источником газа, блок моделирования внутрискважинных условий для размещения испытуемых машин и электродвигателей к ним.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Способ включает ориентацию КА и стабилизацию в инерциальной системе координат (ИСК) его строительной оси, ближайшей к оси максимального момента инерции.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Согласно способу при совпадении направления на Солнце с плоскостью орбиты КА совмещают строительную ось КА, отвечающую его максимальному моменту инерции, с этим направлением.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Способ включает измерение острого угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА.

Способ определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны гидромеханической трансмиссии транспортной машины заключается в его расчете по зависимостям, связывающим угловые ускорения, действующие крутящие моменты, а также моменты инерции двигателя, насосного и турбинного колес гидротрансформатора и гидродинамическую связь между последними.

Изобретение относится к технике для изучения процессов добычи и подготовки газа в нефтегазовой отрасли. Технический результат изобретения заключается в повышении точности результатов проводимых газогидродинамических экспериментов и уменьшении времени их анализа, повышении наглядности проведения экспериментальных исследований.

Изобретение относится к испытанию керамических обтекателей летательных аппаратов на разрушение. Способ включает создание избыточного давления во внутренней полости обтекателя.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах, и может быть использовано для статической балансировки различных роторов.

Изобретение относится к области износостойких композиционных спеченных материалов, применяемых для изготовления вооружения бурового инструмента и опорно-центрирующих устройств, полученных методами порошковой металлургии, в частности устройств для калибровки ствола скважин.

Группа изобретений относится к буровым долотам и способам для получения фрагментов образцов керна из подземного пласта. Технический результат заключается в увеличении скорости проходки бурового долота.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента гидромониторного типа. Технический результат заключается в повышении эффективности работы промывочного узла.

Изобретение предназначено для бурения колонковых скважин и скважин без отбора керна с обратной внутренней промывкой в крепких горных породах и может найти применение при геологоразведочных работах, в горнодобывающей промышленности, при строительных работах.

Группа изобретений относится к режущим элементам для бурильного инструмента, бурильным инструментам и способам формирования режущего элемента. Технический результат заключается в эффективном распределении напряжений, вызванных силами резания, в улучшении конструктивной целостности режущего элемента, в повышении его износостойкости и долговечности.

Группа изобретений относится к отрезным пластинам, резцам и способам изготовления резца. Технический результат заключается в возможности режущих элементов противостоять высоким температурам.

Группа изобретений относится к буровым инструментам, а именно к буровым долотам для твердых пород с лабиринтным устройством защиты уплотнения/подшипника. Технический результат заключается в повышении надежности защиты от проникновения абразивных частиц к уплотнению и подшипниковому устройству из внешней окружающей среды.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для медленно-вращательного бурения неглубоких скважин в мерзлых грунтах. Технический результат заключается в повышении производительности породоразрушающего инструмента, снижении энергоемкости, увеличении скорости проходки скважины.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в упрощении монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышении эффективности его работы.

Изобретение относится к области горных работ, а именно к породоразрушающим инструментам, предназначенным для бурения скважин. Технический результат заключается в усилении ресурсов работы бурового долота и в росте механической скорости бурения скважин.

Группа изобретений относится к PDC-долотам и к способам размещения PDC-резцов на долоте. Технический результат заключается в улучшении режущей способности и повышении прочности буртика долота. PDC-долото содержит несколько лопастей, содержащих первую лопасть из нескольких лопастей, содержащую набор первых первичных PDC-резцов в ряду первых первичных резцов и набор первых дублирующих PDC-резцов в ряду первых вторичных резцов, при этом радиальное положение каждого первого дублирующего PDC-резца в ряду первых вторичных резцов смещено от радиального положения каждого первого первичного PDC-резца в ряду первых первичных резцов. По меньшей мере один первый первичный PDC-резец только лишь частично перекрывает соответствующий смещенный радиально вторичный PDC-резец так, что периферийный край радиально смещенного вторичного PDC-резца выступает наружу относительно по меньшей мере одного первого первичного PDC-резца в профиле долота указанной первой лопасти. Первые дублирующие PDC-резцы расположены в части буртика долота рядом с диаметром долота, и все дублирующие PDC-резцы долота расположены в части буртика. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к оборудованию для испытания буровых рабочих органов. Технический результат заключается в повышении эффективности и расширении диапазона возможностей путем измерения крутящего момента, осевого усилия и скорости погружения рабочего органа, а также путем использования в эксперименте рабочих органов больших диаметров и значительного сокращения времени на проведение испытаний в естественных условиях без подготовки образцов. Для достижения технического результата предложен стенд для исследования буровых рабочих органов, содержащий опорную раму с закрепленными на ней направляющими стойками, ползун, установленный на направляющих стойках с возможностью вертикального перемещения, привод вращения бурового рабочего органа и механизм перемещения ползуна. Согласно изобретению опорная рама выполнена с каркасом, привод вращения бурового рабочего органа установлен на ползуне и содержит электродвигатель, втулочно-пальцевую муфту, цилиндрический редуктор и соединительную муфту для передачи вращения буровой штанге, на которой установлен буровой рабочий орган в виде буровой головки со шнеком. Между буровой штангой и соединительной муфтой закреплено тензозвено для регистрации крутящего момента, передаваемого на буровой рабочий орган. Механизм перемещения ползуна с установленным на нем буровым оборудованием содержит лебедку и полиспастную подвеску, установленную на каркасе, закрепленном на опорной раме. При этом ползун соединен с полиспастной подвеской, в которой встроено тензозвено для регистрации осевого усилия, а блочный элемент полиспастной подвески соединен с приспособлением для регистрации скорости перемещения ползуна, соответствующей скорости погружения бурового рабочего органа. 2 ил.

Наверх