УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ Российский патент 1997 года по МПК B23P15/28 

Изобретение относится к геолого-разведочной и горно-добывающей промышленности и может быть использовано для магнитной обработки бурового режущего инструмента.

Известно устройство для магнитной обработки режущего инструмента, содержащее соленоид с сердечником и броневой магнитопровод с элементом для размещения обрабатываемого инструмента в полости соленоида.

Недостатком этого устройства является возможность его применения для магнитной обработки цилиндрического инструмента сравнительно малого диаметра (60-70 мм), т. к. инструмент помещается в полости соленоида. Для обработки керновых коронок диаметром 100-160 мм устройство оказывается громоздким, а следовательно, потребляет значительную электрическую мощность для создания в инструменте магнитного поля высокой напряженности (200-3000кА/м).

Технической задачей изобретения является уменьшение потребляемой мощности при обработке крупногабаритного массивного бурового инструмента с вращающимися рабочими элементами.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для магнитной обработки буровых шарошечных долот содержит разъемный, состоящий из верхней и нижней частей броневой магнитопровод с размещенной в его верхней части катушкой, при этом в верхней части внутри катушки расположена съемная втулка с внутренней резьбой, установленная с возможностью поворота относительно магнитопровода и предназначенная для крепления долота, а в нижней части магнитопровода установлена катушка под долото, на рабочей поверхности которой выполнены концентрически расположенные зубья, предназначенные для взаимодействия с шарошками долота.

На чертеже показана конструктивная схема устройства для магнитной обработки буровых шарошечных долот.

Корпус устройства представляет собой полый толстостенный цилиндр, состоящий из двух стаканообразных половин. На дно нижней части 3 устройства устанавливается плоская цилиндрическая подушка под долото 4, на верхней плоскости которой имеются концентрически расположенные зубья, соответствующие профилю зубьев на шарошках обрабатываемого бурового долота.

В верхней части корпуса 5 (обращенном днищем вверх) по центру днища имеется отверстие, через которое извне этой части корпуса может вставляться полая цилиндрическая втулка 6. На внутренней поверхности втулки имеется резьба, соответствующая резьбе на хвостовике 8 обрабатываемого долота 1. На внутренней поверхности днища верхней части корпуса 5 расположена катушка 7, через которую проходит втулка 6. Все элементы устройства (верхняя и нижняя части корпуса, подушка под долото, втулка) выполнены из ферромагнитного материала.

Процесс подготовки устройства к магнитной обработке долота производится в следующей последовательности.

Корпус разъединен на две части, на подушку 4 по центру устанавливают долото с шарошками вниз, при этом зубья шарошек 2 входят в зацепление с соответствующими зубьями на поверхности подушки 4. На нижнюю часть корпуса 3 устанавливают верхнюю часть корпуса 5 и долото 1 оказывается помещенным вовнутрь корпуса устройства для магнитной обработки. После этого в отверстие верхней части корпуса 3 вставляется втулка 6 и до отказа навинчивается на хвостовую часть 8 долота 1. Устройство готово для проведения магнитной обработки долота.

Устройство для магнитной обработки буровых шарошечных долот работает следующим образом.

Подается импульс тока в катушку 7, что создает в замкнутом броневом магитопроводе, образуемом нижней частью корпуса 3, подушкой под долото 4, верхней частью корпуса 5, направляющей цилиндрической втулкой 6 и трехшарошечным долотом 1 магнитный поток 6. Этот поток замыкается в объеме устройства, проходя через хвостовик долота 8, затем разветвляется в три опоры 9, проходит через три шарошки с зубьями 2, входит в подушку под долото 4, проходит по объему корпуса 3 и 5, направляющей втулки 6, до хвостовика 8 долота 1. При этом магнитный поток пронизывает не весь объем шарошки, а лишь небольшую часть объема (10-15%), обращенного в сторону подушки. Для обработки всего объема шарошек 2 хвостовик долота 8 поворачивается на некоторый угол, соответствующий прокручиванию шарошки на один зуб. После чего опять подается импульс тока в катушку 7 и происходит магнитная обработка следующей части объема шарошек. Процесс повторяется таким образом до тех пор, пока не будет произведена обработка всего объема шарошек.

Весь объем шарошек при подаче одного импульса тока не обрабатывается потому, что опоры долота и сами шарошки создают экранирующий эффект и магнитное поле во внутренней полости между шарошками оказывается намного меньше, чем в зубьях, контактирующих с подушкой.

Подобное зубчатое сочленение долота 1 и подушки 4 обеспечивает вращение шарошек при вращении долота и устраняет их проскальзывание по поверхности подушки, что могло бы привести к магнитной обработке только части шарошки. При этом также максимально уменьшается воздушный зазор между шарошкой и подушкой под долото, что резко уменьшает магнитное сопротивление этого зазора и снижает потребляемую электрическую мощность для создания требуемой напряженности магнитного поля в объеме шарошки.

Количество импульсов при обработке долота в каждом статическом положении определяется технологическими требованиями на каждый тип долота.

Использование: в геолого-разведочной и горно-добывающей промышленности для магнитной обработки бурового шарошечного инструмента. Сущность изобретения: корпус разъединен на две части, на подушку 4 по центру устанавливают долото с шарошками вниз, при этом зубья шарошек 2 входят в зацепление с соответствующими зубьями на поверхности подушки 4. На нижнюю часть корпуса 3 устанавливают верхнюю часть корпуса 5 и долото 1 оказывается помещенным вовнутрь корпуса устройства для магнитной обработки. После этого в отверстие в верхней части корпуса 3 вставляется втулка 6 и до отказа навинчивается на хвостовую часть 8 долота 1. Подается импульс тока в катушку, что создает в замкнутом броневом магнитопроводе магнитный поток Ф, который замыкается в объеме устройства, проходя через три шарошки с зубьями 2, входит в подушку под долото 4, проходит по объему корпуса 3 и 5 долота 1, направляющей втулки 6, до хвостовика и долота 1. 1 ил.

Устройство для магнитной обработки буровых шарошечных долот, содержащее катушку, броневой магнитопровод, отличающееся тем, что разъемный магнитопровод состоит из верхней и нижней частей с размещенной в его верхней части катушкой, при этом в верхней части внутри катушки расположена съемная втулка с внутренней резьбой, установленная с возможностью поворота относительно магнитопровода и предназначенная для крепления долота, а в нижней части магнитопровода установлена подушка под долото, на рабочей поверхности которой выполнены концентрически расположенные зубья, предназначенные для взаимодействия с шарошками долота.