Погружное устройство для ударно-вращательного бурения

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i!!) 57845I

Сои1з Советских

Социалистических

Ресотблик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.06.75 (21) 2144901/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.-" Е 21С 3/24

Е 21С 1/ОО (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР (43) 11публиковано 30.10.77. Бюллетень № 40

i53) УДК 622.233.52 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 01.11.77 (72) Авторы изобретения О. Д. Алимов, В. К. 1т1анжосов, Б. А. Шевченко и Ê3. К. Воронин (71) Заявитель (54) ПОГРУЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО

БУРЕНИЯ

Изобретение относится к области горной промышленности и строительства и можст быть использовано в бурильных машинах малой мощности для бурения шнуров и скважин в горной породе, бетоне, асфальте и т. д. 5

Известны погружные устройства, включающие буровую штангу, породоразрушающий инструмент, ударник и торцовый кулачок (11.

Недостатком этих устройств является низкая эффективность бурения при шнековом спо- 10 собе очистки скважины, так как удар по IGродоразрушающему инструменту наносится всем буровым ставом за счет перемещения его в скважине. При шнековом способе очистки скважины от буровой мелочи осевос нереме- 15 щение шне1ковой штанги затруднено, в результате чего снижается эффективность бурения.

Наиболее близким к изобретению является погружное устройство для ударно-вращательного бурения, включающее буровую штангу, 20 породо разрушающий инструмент, установленный с,возможностью осевого перемещения относительно штанги, боек, установленный внутри штанги с возможностью периодическо1го нанесения ударов по хвостовику породоразруша- Л ющего инструмента посредством пружины, и узел для периодического включения ударника в работу (2)., В этом устройстве в результате, колебаний момента сопротивления вращению породораз- 3О рушающeгo инструмента возбужда;отся автоколеоания у,„"арш1ка.

Недостатком дап-io; о устройства является сложность HacTpoiiKII его, крОме То. О, вклlо lенпе ударника в работу происходит в зависимости от изменения велич:1ны момента сопротивления вращению породоразрушающе"î IIHcTphмент2. 1 аким обр23031, .1равля10щпл1:12раметром B данном устройстве является крутя1ц ьй момент

Целью изооретенпя является, повышение эффективности разр шенпя пород путем обеспеЧЕНИЯ BK:IIOHeHHII УД2РННК2 В Р200Т1 Н завнсн мости от усилия на буровой штанге.

3Та цель достигается тем, что узел для .и риодического включения ударника B рабог., выпол11ен НЗ ЗаоуpHI»!2, коТорый % OTBHOB 1011 внутри штанги и связан с |ней посредством подшипника, торцозо-о кулачка, который закреплен внутри штанги, и,,ролика, ко — îðûé с WHO.;,10щыо Оси установлен В гдарникс с B033!ozKHQСТЬIО В32ПМОДЕИСТВПЯ С TOPUОВЫМ и i 12×I OÚ!.

На чертеже изображено предлагаемое погружное устройство для ударно-вра1цатсльного бурения.

Погружное устройство включает в себя шнековую буровую штангу 1, вращающуюся от пр.1вода бурильной машцны (па «epTelKe не показан), внутри .которой размещен ударник

2, 110$>KBTB!ii paooHci! п1)уж!I!!0É 3. Ударник 2 посредством,ролика 4 взаимодействует с тОрцовым кулачком 5, который жестко соединен со шнековой штангой 1.

Породоразрушающий инструмент 6, шлицевым соединением связанный со шнековой штангой 1, «поджимается к забою пруукиной 7, имеет несколько выдвинутый вперед опережа«О Гций забурник 8 и может перемещаться в оссво«м направле«нии относительно забурника 8.

Второй колец забурника 8 закреплен в,подш«ипни|КОВО«м узле 9) котОДый жесгко закреплен в шнековой штанге 1.

Работает погружное устройство следующим об,разом.

При бурении, горных пород малой крепости привод бурильной машины вращает шнековую штангу 1 и связанный с ней породоразруша«ощпй инструмент 6. Ролик 4 ударника 2 при это«м поднимается по профилю кулачка 5 и сжимает рабочую пружину 3 до тех пор, пока тангенциальная составляющая усилия сжатия пружины 3 на кулачке 5 не достигнет величины, .достаточной для создания крутяшего момента на опережающем забур|нике 8, преодолевающем момент сопротивления,I opHQA породы. В этом случае шнековая штанга 1, торцовый кулачок 5, ударник 2 и опережаюший забурник 8 вращаются с одинаковыми скоростями, удара не п роисходит. Реализуется вращательный способ бурения. ЗО

При встрече породоразрушающего инструмента 6 с более крепкими породами усилие подачи шнековой шта нги 1 на забой возрастает, что приводит к сжатию пружины 7 и .выдвижению .вперед забурника 8. Забуривание

oilepekHaIoIIIeiI o забурника в горную,породу вызовет остановку ето. Это приведет к остановке ударника 2. Торцовый кулачок продолжает вращаться. Ролик 4, обкатываясь по профил«о кулачка 5, возводиг ударник 2. В верхней точке профиля кулачка 5 происходит срыв ролика 4, и ударник 2 под,действием сжатой пружины 3 перемещается вниз, нанося удар по хвостовику породоразрушающего инструмента 6. Если крепость горной породы нс уменьшается, то ударник продолжает работать, реализуя ударно-вращательный спосоо бурения.

По окончании бурения датчик (па чертеже не показан) поднимает шнековую штан„-у 1 вверх, опережающий забурник 8, нс встречая сопротивления со стороны;горной,породы, враг щается совместно с ударником 2, кула «ком О и шнековой штангой 1 с одинаковыми скоростями.

Ударник при этом не работает, 55

Формула изобретснця

По гружное устройство для ударно-врашательного бурения, содержащее буровую шта«и,гу, породоразрушаю:ций инструмент, устапов- 60 ленный с,возможностью осевого перемегцсния ф ф и

Г к (б

4 относительно штанги, боек, установленный внутри штанги с возможностью периодичес ко.го нанесения ударов по хвостовику породоразрушающего инс1трумента посредством пружины, и узел для периодического включения ударника в работу, о тл и чаю Гцеес я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения пород путем обес«печения включения ударника в работу в за висимости от усилия на оуровой шта нге, узел для периодического включения удар ника .в работу выполнен из забурника, который установлен внутри штанги и связан с ней посредством подшипника, торцового кулачка, который закреплен внутри

IIITBHIl и ipo!JIH!KB, который с помощью оси установлен в ударнике с возможностью взаимодействия с торцовым кулачком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторакое свидете Ibc!TBD СССР ¹ 180539, кл. Е 21В 5/00, 1964.

2, Авторское свидетельство СССР ¹ 209349, кл. Е 21В 5/00, 1966.

НПО

Заказ 2410, 5

11зд. ¹ 852 Тираж 778

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2.