Погружное устройство дляударно-вращательного бурения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

<>832017 (61) Дополнительное кавт. сеид-ву— (51) М. Кл.з (22) Заявлено 2109.78 (21) 2665165/22-03 с присоединением заявки ¹

Е 21 В 4/10 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений н открытий

Опубликовано 2 3.05 81 Бюллетень МЯ

Дата опубликования описания 230531 (53) УДК 622.233.52 (088 ° 8) О.Д.Алимов, В.К.Манжосов и Б.A.Øå 1åíêî - - С(®, . Я

/,, 7 / !

Институт автоматики AH Киргизской бР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПОГРУЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО

БУРЕНИЯ

Изобретение относится к. горному делу и может быть использовано при создании бурильных машин малой мощности для бурения глубоких скважин в горных породах различной крепости.

Известны погруженные устройства, включающие буровую штангу, породоразрушающий инструмент, кулачковый ударный механизм и вал, проходящий внутри буровой штанги и закрепленный на корпусе бурильной установки или вращающийся от собственного приво;., да Г1 .

Недостатками такого устройства, при использовании его,в бурильных установках для буренйя глубоких скважин, являются его большая масса и сложность обеспечения автоматизации процесса сборки и разборки става иээа наличия вала, проходящего внутри буровой штанги.

Наиболее близким к предлагаемому . изобретению является погруженное устройство для ударно-вращательного бурения, включающее буровую штангу, по25 фодофазрушающий инструмент, забурник со штоком и кулачковый механизм взвода рабочей пружины Е21.

Недостатком известного устройства являются большие поперечные размеры в зоне кулачок-боек с роликами, что затрудняет возможность использования данного устройства в буровых установках малой мощности, предназначенных для бурения глубоких скважин малого диаметра в горных породах различной крепости ° Увеличенные поперечные размеры устройства. приводят также к возрастанию массы бурового става..

Цель изобретения — снижение.габаритных .размеров и.массы устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено втулкой с толкателем. установленной на внутренней поверхности буровой штанги, с возможностью осевого перемещения и связанной с хвостовиком породоразрушаххдего инструмента посредством рабочей пружины, а также установленной с возможностью взаимодействия через толкатель с кулачком кулачкового механизма, причем рабочая пружина выполнена в виде пружины растяжения с межвитковым давлением, а кулачок установлен на штанге забурника.

На.чертеже изображено погружное устройство.

Оно включает в себя шнековую буэовую штангу 1, враь|акщуюся от привода бурильной машины (на чертеже не

832017 показано), по оси которой размещен забурник 2, шток 3 которого связан со штангой посредством подшипникового узла 4. Породоразрушающий инструмент 5 и втулка б связаны шлицевым соединением с внутренней поверхностью буровой штанги 1 и на них закреплена своим нижним и верхним концом рабочая пружина растяжения с межвитковым давлением 7. Толкатель

8 — подвижная.в осевом направлении, часть кулачкового механизма взвода, рабочей пружины 7 — закреплен на втулке б, а кулачок 9 - неподвижная часть - на штоке 3. Рабочая пружина

7 выполнена в виде пружины растяжения с межвитковым давлением. Усилие подачи передается на породоразрушакщий инструмент 5 через шток 3 и упругий элемент 10.

Работает погружное устройство следующим образом.

При бурении рыхлых и слабосвязанных горных пород привод бурильной машины вращает буровую штангу. 1 и связанный с ней породоразрушающий инструмент 5..

Так,как при этом усилие подачи мало, то забурник 2 находится в теле породоразрушающего инструмента 5 и вращается вместе с ним под действием тангенциальной составляющей усилия растяжения рабочей пружины 7 на кулачке 9. В этом случае шнековая буровая штанга 1, втулка б, торцовый кулачок 9 и шток 3 с забурником 2 вращаются с одинаковыми скоростями, и реализуется вращательным способом бурения.

Если породоразрушающий инструмент вращается с .монолитными горными породами, то скорость бурения снижа,ется и растет усилие подачи буровой штанги 1 на забой. Это приводит к тому, что породоразрушающий инструмент,5 смещается вверх, сжимая упругий элемент 10. Одновременно выдвигается вперед забурник 2, жестко связанный с буровой штангой 1, что вызывает забуривание его в горную породу и остановку.Прй этом остано-i вится связанный со штоком забурника, 3 кулачок 9. Втулка б продолжает вращаться вместе с буровой штангой 1.

Толкатель 8, проскальзывая по профи- лю кулачка 9,. смещает вверх втулку б и растягивает рабочую пружину 7.

В верхней точке профиля кулачка 9 происходит срыв толкателя 8 с профиля, и втулка б под действием растянутой рабочей пружины 7 стремительн движется вниз. Удар по хвостовику породоразрушакицего инструмента 5 наносится витками рабочей пружины

ЗО

Формула изобретения

9 578451, кл. Е 21 С 3/24, 1975

60 (прототип) .

1

7 и втулкой б . 3 ат ем процес с повторяется. Включается в работу ударный механизм, и реализуется ударно-вращательный способ бурения.

Если встречается слой рыхлых горных пород то забурник 2 начинает вращаться совместно с породоразрушающим инструментом 5, и реализуется вращательный способ бурения..

По окончании бурения скважины буровая штанга 1 поднимается вверх

При этом забурник, не встречая сопротивления со стороны горной породы, вращается с той же скоростью, что и штанга 1. Ударный механизм не работает.

По сравнению с известным устройством предлагаемое позволяет снизить поперечные его размеры, так как в известном изобретении поперечные размеры определяются размерами деталей, шток, боек с роликом, кулачок, а в данном — шток, рабочая пружина. Использование рабочей пружины в качестве ударной массы уменьшает металлоемкость устройства, а следовательно и массу ударного механизма. Уменьшение габаритных размеров ударного механизма приводит к снижению диаметра, а следовательно и массы буровой штанги.

Погружное устройство для ударновращательного бурения, включающее буровую штангу, породоразрушающий инструмент, забурник со штоком и кулачковый механизм взвода рабочей пружины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения габаритных размеров и массы, оно снабжено втулкой с толкателем, установленной на внутренней поверхности буровой штанги, с возможностью осевого перемещения.и связанной с хвостовиком породоразрушающего инструмента посредством рабочей пружины, а также установленной с возможностью взаимодействия через толкатель с кулачком кулачкового механизма, причем рабочая пружина выполнена в виде пружины растяжения с межвитковым давлением, а кулачок установлен на штоке забурника.

I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 562б33, кл. Е 21 В 5/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

832017

Составитель Н.Хлебников

Редактор Н.Рогулич Техред М. Табакович Корректор Е.Рошко

Заказ 3823/77 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35,Раушская наб.,д. 4/5

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