Ударно-вращательное устройство для бурения скважин

 

(72) Авторы изобретения 1

В.В.Жигарев, В.И.Кузнецов и M.Í. îëéoå (71) Заявитель

Проектно-конструкторское бюро Главстроймеханизации (54) УДАРНО-Вф АЩАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ

СКВАЖИН

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровым ударно-вращательным устройствам, По основному авт.св. 1г 560962 известно ударно-вращательное устройство для бурения скважин, содержащее

5 подпружиненную ударную пэофилированную полумуфту с приводом вращения и неподвижный фланец с упорами, контактирующими с полумуфтой. Устройст10 во снабжено размещенным на неподвижном фланце механизмом раздвижения полумуфты относительно фланца (1) .

Недостатком укаэанной конструкции является то, что винты механизма раздвижения испытывают изгибающую нагрузку при контакте с профилированной поверхностью. Кроме того, в такой конструкции шары установлены в гнездах, имеющихся в винтах, это приводит к тому, что они не вращаются, а скользят по профилированной поверхности, поскольку момент сил трения шара о стенки гнезда всегда больше момента сил трения шара о про- филированную поверхность, т.е, снижается надежность, эффективность и долговечность конструкции.

Цель изобретения - повышение долговечности ударно-вращательного устройства.

Эта цель достигается тем, что в ударно-вращательном устройстве для бурения скважин механизм раздвижения полумуфты относительно фланца выполнен в виде подшипникового узла, состоящего из двух рядов шаров, раэ" деленных кольцом, при этом верхний ряд шаров размещен в сепараторе и имеет возможность взаимодействия с профилированной поверхностью полумуфты, причем шары в верхнем ряду расположены с интервалом, равным длине волны профиля и с выступом иэ сепаратора на величину не меньше высоты волны профиля.

На фиг. 1 изображено ударно-вращательное устройство, общий вид; на

3 90544 фиг. 2 - l>азвер> ка профипированной поверхности и сепаратора, сечение

A-A на фи> .1.

Ударно-вращательное устройство состоит из привода вращения 1, внутри которого проходит граненая полая буровая ш ганга 2 с пазами, по которым перемещаются оси 3 и 4, и с отверстиями для оси 5, связывающей буровую штангу 2 с перемещающей ее тра- 10 версой 6 через подшипник 7. На фланце траверсы 6, называемом в дальнейшем неподвижным фланцем, закреплен подшипниковый узел, состоящий из сепаратора 8 и двух рядов шаров 9 и 10, разделенных кольцом 11. К шарам 10, расположенным с интервалом (фиг. 2), равным длине волны профиля пружиной 12 (фи г. 1) поднимается подвижная полумуфта 13 с профилиро?О ванной поверх нос т ью, образованной закрепленными неподвижно на фланце 6 профилированными кулачками 14 с высотой волны профиля h (фиг. 2) . Пружина

12 (фиг. 1) через шайбу 15, гайку 16,25 винт 17 и ось 4 связана с ударником

18, расположенным внутри полой штанги 7. а через ударник 18, ось 3, винт

19, гайку 20, шайбу 21, пружину 22 и шайбу 23 — со ступицей 24 траверсь> Зо

6. На конце буровой штанги 2 штифтом

25 закреплен с возможностью перемещения вдоль паза породоразрушающий наконечник 26. Между наконечником 26 и ударником имеется зазор, равный половине высоты волны профиля (фиг,2) кулачка 14. Внутри траверсы 6 (фиг. 1) расположен поршень 27, на котором имеется сепаратор 28 с шарами 29.

Ударно- вращательное устройство 40 работает следующим образом.

Привод 1 вращает буровую штангу 2 с подпружиненной подвижной полумуфтой

13, ударником 18 и породоразрушающим наконечником 26. При этом профилированные кулачки 14 набегают на шары

10, которые катятся по поверхности проФиля за счет одновременного качения кольца 11 с шарами l0 по неподвижному фланцу 1раверсы 6, производя перемещение попумуфты 13 вдоль оси, сжимая пружины 12 и 22, и перемещая удар>.ик 18, При дат>ьнейшем повороте штанги 2 кулачок 14 сходит с шара 10, пружины l2 и 2? освобождаются и перемещают ударник 18, который наносит удар по::аконечнику 26, в результате чего он перемещаясь по пазам, внедряется в грунт. Затем цикл повторяется на следующем шаре 10, так как длина волны профиля кулачка 14 равна интервалу между шарами 10. Для выключения вибрации при вращении штанги 2 используется поршень 27,который при выдвижении упирается шарами 29 сепаратора 28 в подвижную полумуоту 13 и, перемещая ее, выводит шары 10 из контакта с кулачками 14.

Наличие двух рядов шаров с разделительным кольцом обеспечивает качение их по профилю полумуфты и таким образом повышает долговечность конструкции.

Формула изобретения

1. Ударно-вращательное устройство для бурения скважин по авт.св.

560962, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговеч" ности устройства, механизм раздвижения полумуфты относительно фланца выполнен в виде подшипникового узла, состоящего из двух рядов шаров, разделенных кольцом, при этом верхний ряд шаров размещен в сепараторе и имеет возможность взаимодействия с профилированной поверхностью полумуфты.

2. Устройство по п.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что шары в верхнем ряду расположены с интервалом, равным длине волны профиля, и с выступом из сепаратора на величину не меньше высоты вол ны профиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 560962, кл. Е 21 В 5/00, 1974 (прототип) .

905445 ч

1 ч

Сос тавит ел ь А. Карпи ков

Редактор С,Запесочный Техред M. Tenep Корректор И. Демчик

Заказ 315/46 Тираж 623 Аод пи с ное

0HHNflH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауушская наб., д. 4/5

Филиал flflfl н11атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4