Стенд для испытаний шарошечных долот

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскм«

Соцмалмстм чески«

Республик

< 662684

1 (6)) дополнительное к авт. свна-ву (22) Заявлено10.04.75 (21) 2124332/22-03. с присоединением заявки № (23) Приоритет,Опубликовано 15.05,79.Бюллетень № 18 г (51) М. Кл.

E 21 В 9/10

Гееудерстеенны««еы«тет

СССР ее делам нзабретеней н ет«рытнй (53) УДК 622.24.

° 051.55 (088.8) Дата опубликования опнсания18.05.79

Ю. И. Гребень, Т. А. Илык, С. И. Кантор, B. А. Никитина, В. А. Повидайло и А. М. Рымар (72) Авторы изобретения

Львовский ордена Ленина политехнический институт и дрогобычский долотный завод (71) Заявителй (54) CTEHL1 ЙЛЯ ИСПЫТАНИЙ ШАРОШЕЧНЫХ LLOllOT

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано для испытаний шапошечных долот, а именно для изучения кинематики шарошечного долота, характера поражения забоя скважины зубцами долот, Ьпределения фактических величин скольжения венцов шарошек на забое и определения сил, действуюших на элементы долота прйбу ренин.

Известна стендовая установка СБ-4, состояшая из станины, врашателя с приводом, двух гидроцилиндров подачи, связанных между собой траверсой, шпинделя, буровой штанги, искусственного забоя, системы подачи промывочной жидкости и изме15 рительного блока (1 1.

Недостатком этой установки является то, что она не позволяет в достаточной степени имитировать условия работы долота в скважине. i

Известен также стенд для испытаний шарошечных долот, содержаший основание, стойки с установленными на них верхней и нижней траверсами, цилиндр, имитируюший скважину, стол, искусственный забой, гидравлическую систему йередачи давления на долото с гидроцилиндрами и устройс1вом для его крепления, систему врашения стола и систему подачи очишаюшего агента $2).

Недостатком этого стенда является не долговечность его опор и отсутствие возможности испытания. долот или секций долота с переменной координатой гочки приложения нагрузки к шарошке.

Целью изобретения является повышение надежности стенда и расширение диапазона испытаний.

Цель достигается reM, что в предлагаемом стенде стол снабжен гидростатическим подпятником, содержашим две группы несуших карманов и вспомогательные карманы, соединенные соответственно с нагрузочными полостями гидроцилиндров и системой питания при помоши дросселей, система передачи давления на долото снабжена свободно установленной на стойках

662684 дополнительной траверсой с промежутоьны" ми штоками, на которых жестко закреплены вилки, взаимодействующие со стойками, а искусственный забой выполнен профилем переменного радиуса..

Йля исключения перекосов в гидростатическом подпягнике отношение площади проходного сечения дросселя к периметру соответствующего несущего кармана, расположенного по оси промежуточного штока, выбрано больше, чем это отношение у каждого из остальных дросселей и несущих карманов.

Для компенсации опрокидывающих моментов or действия на гидростатический подпятник сил трения между шарошками и искусственным забоем центр тяжести плошадей несущих карманов каждой группы смещен относительно оси промежуточного штока, гидроцилиндр которого связан с данной «руппой несущих карманов, против направления вращения стола.

На фиг. 1 представлен описываемый стенд, общий вид; на фиг.. 2 - сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. Э - устройство для крепления долота в сборе; на фиг. 4гидравлическая принципиальная схема стенда; на фиг. 5 - схема нагружения подпятника; на фиг. 6 — искусственный забой профилем переменного радиуса; на фиг. 7сечение В-В на фиг. 6.

Стенд состоит из основания 1 и стоек

2, закрепленных в основании. На стойках

2 установлен кронштейн 3 с гидростатическим подпятником 4, на который опира ется стол 5. Кроме того, на стойках 2 свободно установлены дополнительная 6 и нижняя 7 траверсы, B отверстиях которых проходят промежуточные штоки 8.

Зги штоки связывают гидроцилиндры 9 и

10, закрепленные на верхней траверсе

11, с устройствами 12 для крепления сек. ций 13 долота. На штоках 8 жестко закреплены вилки 14, расположенные между гравврсами 6 и 7, при этом траверса 7 опирается под действием силы тяжести. на упоры 15, закрепленные в траверсе 6.

Шеки вилок 14 входят в пазы втулок 16 и 17, свободно сидящих на стойках 2, и охватывают их. В щеках вилок 14 расположены также винты 18 для фиксации и углового смешения штоков 8 относительно своей оси. На одной иэ стоек 2 установлен упор 19 для фиксации граверсы 6 в нижнем положении. Вал 20 стола 5, на котором закреплен искусственный забой

21, установлен в радиальном подшипнике

22 и соединен муфтой 23 с редуктором

24, На столе 5 установлен цилиндр 25, имитирующий скважину, над которым расположен пылеприемный колпак 26, закрепленный на траверсе 6. менное устройство 27 для крепления долота в сборе установлено на промежуточных штоках 8.

На рабочем торце гидростагический подпятник 4 имеет несущие А: и В и вспомогательные С масляные карманы. Группы несущих карманов через дроссепи 28 соединены каждая со своей полостью нагрузки D и Е гидроцилиндров 9 и 10. Вспомогательные карманы С через дроссели

29 соединены непосредственно с системой

1 питания. Гидроципиндры 9 и 10 управляются зологниками 30 и 31.

На схеме нагружения подпятника применены следующие обозначения; à — сила трения между шарошкой и "забоем";

Я вЂ” нагрузка на подпятник от секции долота; Я вЂ” равнодействующая подъемных сил несущих карманов одной группы, точк

Ю. приложения которой совпадаег с центром тяжести плошадей несущих карманов этой И группы; Н вЂ” плечо действия силы Г, Стенд для испытаний шарошечных долот работает следующим образом.

При включении стенда редуктор 24 че> рез муфту 23 и вал 20 вращает стол 5 с искусственным забоем 21 против часовой стрелки. Одновременно подается давление ио вспомогательные карманы С подпятника 4. Гидроцилиндры 9 и 10 через

З промежуточные штоки 8 воздействуют на секции долота 13 и могут поднимать их, опускать и прижимать к искусственному забою 21 с заданным усилием независимо друг or друга, Промежуточные штоки

40 удерживаются or вращения вилками 14.

Траверсы 6 и 7 поднимаются вверх одним или двумя штоками 8, а опускаются вниз под действием силы тяжести до упора 19, При включении нагрузки на левую секцию

4> 13 золотник 31 соединяет масляную магистраль с полостью гидроцилиндра 9 и через дроссели 28 с группой A несущих карманов подпягника, которая воспринимает усилие нагрузки гидроцилиндра 9 вмес— 0 те с вспомогательными карманами С . Аналогичнб подается нагрузка гидроцилиндром

10 на правую секцию, Управление золотниками ЗО и 31, а следовательно, и гидроцилиндрами 9 и 10 независимое.

При испытании долота в сборе вместо

«стройств 12 устанавливается у" тройство

27, в ко«ором закрепляется долото. Управпени". золотниками ЗО и 31 блокирует6<>2t К 1 ся и усилие нагрузки создается двумя гиароцилиндрами. Смешение осей шароп ек испытываемых секций, сбаэированных по плоскостями двухгршшого угла, производится винтами 18. В несу|дне карманы каждой группы Л и о, расположенные по осям промежуточных штоков, подается давление большее, чем давление в остальных карманах подпятника, .то достигается благодаря тому, что,отношение плошади про- 16 ходного сечения дросселя к периметру не» суших карманов больше, чем это отношение для остальных карманов и их дросселей. В результате несушие карманы, расположенные по оси штоков, воспринимают основную часть усилия гидроцилиндров, уменьшая этим прогиб стола.

Очишаюший агент подается в долото или секции долота через каналы в них и через пылеприемный колпак поступает в пылеулавливаюшую установку. Такая подача очищаюшего агента и пылеулавливаюшие установки широко известны в данной области промышленности.

Из схемы нагружения подпятника (фиг. 5) видно, что сила F трения образует момент сопротивления врашению и опрокидывающий момент, аействуюший на стол и вызывающий перекос стола 5. Плечо Н опрокидываюшего момента определяется расстоянием от линии контакта шарошки с "забоем" до радиального подшипника.

Йействие опрокидываюшего момента от силы F компенсируется смеше.ием силы К

35 относительно оси промежуточного штока в направлении, противоположном направле- нию врашения стола.

Такая конструкция стенда допускает проведение сравнительных испытаний долот

40 или секций аолот с переменной координатой точки приложения нагрузки к шарошке, секций долота при различном смешении оси шарошки, двух секций долота неэавифЯ симо одна от другой в идентичных условиях, HcIIbtòIIíèÿ можно проводить в условиях отработки долог с применечием различных видов и расходов очишаюшего агента с использованием различных видов смаз50 ки опор и при различных значениях расхода смазки. Возможно также исследование стойкости вооружения долот. >ормула изобретения

1. Стенд для испытаний шарошечных долот, содержаший основание, стойки с установленными на них верхней и нижней траверсами, цилицар, имитируюший скважину, стол, искусстввнный забой, гидравлическую систему передачи давления на аолото с гидроцилинарами и устройством аля его крепления, систему врашения стола и систему подачи очишаюшего агента, отличаюшийся тем,что,сце-. лью повышения надежности стенда и расширения диапазона испытаний, стол снабжен гидростатическим подпятником, содержашим аве группы несуших карманов и вспомогательные карманы, соединенные соответственно с нагрузочными полостями гидроцилиндров и системой питания при помоши дросселей, система передачи давления на долото снабжена свободно установленной на стойках дополнительной траверсой с промежуточными штоками, на которых жестко закреплены вилки, вэаимодействуюшие со стойками, а искусственный забой выполнен профилем переменного радиуса.

2. Стенд по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью исключения перекосов и гидростатическом подпятнике, отношение плошади проходного сечения дросселя к периметру соответствуюшего несушеге кармана, расположенного по оси промежуточного штока, выбрано больше, чем это отношение у каждого иэ остальных

-с дросселей и несущих карманов.

З.Стендпопп. 1, 2, отличa ю ш и и с я тем, что, с целью компенсач ции опрокидывающих моментов от действия на гидростатический подпятник сил трения между шарошками и искусственным забоем, ценУр тяжести площадей несу цих карманов каждой группы смешен относительно оси промежуточного штока, гидроцилиндр которого связан с данной группой несуших карманов, против направления врашения стола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Буровые долота (труды ВНИИБт), М., Недра, 1969, с. 136-142.

2. Авторское свидетельство М 295855, кл. Е 21 В 9/10, 1969.

Фиа 7 фиаЮ

Составитель В. Семченко

Редактор Л. Батанова Техред Л. Алферова КорректорИ. Муска

Заказ 2666/36 . Тираж 656. Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Гаушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4