СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШНЕКОВ Российский патент 2009 года по МПК B23K15/00 B23K31/00 

Описание патента на изобретение RU2347654C1

Изобретение относится к способам изготовления сварных конструкций, в частности буровых шнековых штанг, которые могут найти применение при бурении взрывных скважин на открытых горных работах.

Известен способ изготовления шнеков, включающий операции установки вала-трубы и винтовой спирали, растяжки винтовой спирали и сварки ее с валом-трубой (а.с. СССР №903040, кл. В23К 31/08, 1980).

Недостаток данного способа изготовления шнеков - невозможность получения предварительно напряженной конструкции, обладающей высокой изгибной жесткостью и прочностью, что крайне необходимо при бурении взрывных скважин на открытых горных работах.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления шнеков, преимущественно для буровых штанг, включающий операции установки вала-трубы с замковыми соединениями, жестко связанными с концами вала-трубы, и винтовой спирали, растяжки винтовой спирали, закручивание вала-трубы в пределах упругой деформации кручения материала вала-трубы в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали и сварки ее с валом-трубой (а.с. СССР №1444113, кл. В23К 31/08, 1988).

Данный способ позволяет получить при изготовлении предварительно напряженную конструкцию шнека, обладающую повышенной изгибной жесткостью и прочностью, за счет удерживания закрученного вала-трубы растянутой с помощью нагрева винтовой спиралью, жестко связанной с валом-трубой.

Недостаток известного способа заключается в его сложности, так как помимо обычного механического и сварочного оборудования при реализации данного способа используются дополнительные расходные материалы и дорогостоящее энергоемкое оборудование для нагрева и, соответственно, охлаждения элементов бурового шнека. При этом изготовленные данным способом буровые шнеки имеют низкую долговечность при эксплуатации, так как в качестве элемента, удерживающего вал-трубу в напряженном состоянии, используется самая быстроизнашиваемая при бурении взрывных скважин деталь шнека - винтовая спираль. При уменьшении сечения спирали, вследствие ее износа по диаметру, последняя будет терять свои прочностные свойства и способствовать раскручиванию вала-трубы (особенно в его нижней части), потери его жесткости, срезу сварных швов замковых соединений и т.п.

Изобретение направлено на упрощение технологии изготовления шнеков и повышение долговечности бурового шнека, что достигается за счет того, что в способе изготовления шнеков преимущественно для буровых штанг, включающем установку вала-трубы с замковыми соединениями, жестко связанными с концами вала-трубы, и винтовой спирали, растяжку винтовой спирали, закручивание вала-трубы в пределах упругой деформации кручения материала вала-трубы в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали, и сварку ее с валом-трубой, перед сваркой винтовой спирали с валом-трубой внутри последней концентрично размещают дополнительную трубу, которую закручивают аналогичным образом в направлении навивки спирали, а ее концы жестко соединяют с замковыми соединениями вала-трубы.

При этом растяжку винтовой спирали осуществляют без ее нагрева, а ее сварку с валом-трубой, соответственно, без охлаждения.

Указанный способ изготовления шнеков позволяет создать жесткую предварительно напряженную конструкцию основного несущего элемента шнека - вала-трубы, сохраняющей свои высокие прочностные свойства, обеспечиваемые при изготовлении, практически при любой степени износа винтовой спирали, а следовательно, уменьшить подвижность материала вала-трубы в околошовной зоне замковых соединений с валом-трубой, предотвратить срез сварных швов и в целом повысить долговечность шнеков при их эксплуатации. При этом, поскольку винтовая спираль не удлиняется в пределах зоны упругих деформаций и приваривается к валу-трубе, который не стремится самопроизвольно раскрутиться, то и использование вышеуказанных источников энергии для нагрева винтовой спирали перед сваркой и охлаждения последней после сварки также не предполагается.

На чертеже показаны составные части шнека: вал-труба 1 с замковыми соединениями 2, жестко связанными с валом-трубой 1, например при помощи сварки, дополнительная труба 3 и винтовая спираль 4.

Способ изготовления шнеков осуществляется следующим образом.

Винтовую спираль 4 устанавливают на вал-трубу 1 с замковыми соединениями 2, жестко связанными с концами вала-трубы 1, и растягивают на нем до необходимых размеров известным механическим способом. Затем вал-трубу 1 закручивают в направлении, противоположном навивки винтовой спирали 4 на угол 2-3° на погонный метр вала-трубы 1 одним из известных способов, например путем нагружения постоянным моментом, что соответствует максимально допустимой упругой деформации кручения для малоуглеродистых сталей. Кроме этого, внутрь вала-трубы 1 устанавливают дополнительную трубу 3, которую закручивают аналогичным образом, но в направлении навивки винтовой спирали 4, а ее концы жестко соединяют, например, при помощи сварки, с замковыми соединениями 2 вала-трубы 1. После этого внешние скручивающие моменты убирают и получают предварительно напряженную конструкцию вала-трубы 1 повышенной изгибной жесткости и прочности, выполненной по схеме силового замкнутого контура, который и будет компенсировать незначительные, в связи с вышеизложенным, напряжения, возникающие в вале-трубе 1 при сварке последней с винтовой спиралью 4 с использованием традиционно качественных видов сварки (под слоем флюса, в среде защитных газов и т.п.).

Похожие патенты RU2347654C1

название год авторы номер документа
Способ изготовления шнеков 1987
  • Мартынов Анатолий Валентинович
  • Курочка Алина Константиновна
  • Симилейский Георгий Михайлович
  • Шамшин Владимир Николаевич
  • Чеботарев Петр Васильевич
  • Балашов Василий Борисович
SU1444113A1
Способ изготовления спиралей шнека 2019
  • Дядченко Николай Петрович
RU2718770C1
НАБОРНАЯ СВАЯ, СПОСОБ СБОРКИ НАБОРНОЙ СВАИ И СПОСОБ ЕЁ ПОГРУЖЕНИЯ МЕТОДОМ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ БЕЗ ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ НА ВЕРХНИЙ ТОРЕЦ СВАИ 2018
  • Сухарев Павел Анатольевич
  • Сухарев Виктор Анатольевич
  • Урдаева Светлана Валерьевна
RU2709873C2
ЗАМКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРОВЫХ ШНЕКОВ 1990
  • Шамшин В.Н.
  • Гаврилов В.А.
  • Чухряев Н.П.
  • Брежицкий В.П.
  • Дульцев И.М.
  • Калинин В.В.
RU2017929C1
СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Пашков Валерий Иванович
  • Голованов Александр Михайлович
  • Чухряев Николай Павлович
  • Калинин Владимир Вадимович
RU2330141C2
Шнековый бур 1978
  • Гореликов Альберт Иванович
  • Матвеев Валерий Васильевич
SU724716A1
ЗАМКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРОВЫХ ШНЕКОВ И ТРУБ 2017
  • Предеин Александр Петрович
RU2675708C1
Устройство для изготовления спирального оребрения трубы и размещения его в направляющих 1985
  • Динер Андрей Андреевич
SU1299654A1
Станок для навивки бесконечных многопроволочных спиралей 1986
  • Мохнатюк Анатолий Иванович
  • Еременко Арлен Михайлович
  • Леонов Михаил Михайлович
  • Шарамонов Евгений Егорович
  • Павленко Владимир Сергеевич
SU1378996A1
Способ непрерывного изготовления шнеков и устройство для его осуществления 1985
  • Натфуллин Зифер
  • Плотникова Евгения Сергеевна
SU1291239A1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШНЕКОВ

Изобретение относится к способам изготовления сварных конструкций, в частности буровых шнековых штанг, которые могут найти применение при бурении взрывных скважин на открытых горных работах. Способ изготовления шнеков включает установку на вал-трубу с замковыми соединениями, жестко связанными с концами вала-трубы, дополнительную трубу и винтовую спираль. Винтовую спираль устанавливают на вал-трубу и растягивают до необходимых размеров. Затем вал-трубу закручивают в направлении, противоположном навивке винтовой спирали в пределах упругой деформации кручения материала. После этого внутрь вала-трубы устанавливают дополнительную трубу, которую закручивают аналогичным образом, но в направлении навивки винтовой спирали, а ее концы жестко соединяют с замковыми соединениями. Затем приваривают к предварительно напряженной конструкции вала-трубы винтовую спираль. В результате достигается упрощение технологии изготовления шнеков и повышается долговечность буровых шнеков при эксплуатации, особенно при бурении взрывных скважин. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 347 654 C1

Способ изготовления шнеков преимущественно буровых штанг, включающий установку на вал-трубу с жестко связанными с ее концами замковыми соединениями винтовой спирали, растяжку винтовой спирали, закручивание вала-трубы в пределах упругой деформации кручения материала в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали, и сварку последней с валом-трубой, отличающийся тем, что перед сваркой винтовой спирали с валом-трубой внутри последней концентрично размещают дополнительную трубу, которую закручивают в пределах упругой деформации кручения материала в направлении навивки спирали, а ее концы жестко соединяют с замковыми соединениями вала-трубы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2347654C1

Способ изготовления шнеков 1987
  • Мартынов Анатолий Валентинович
  • Курочка Алина Константиновна
  • Симилейский Георгий Михайлович
  • Шамшин Владимир Николаевич
  • Чеботарев Петр Васильевич
  • Балашов Василий Борисович
SU1444113A1
Способ изготовления сварных шнеков 1980
  • Погожаев Юрий Иванович
  • Жидков Андрей Иванович
SU903040A1
Способ получения шнеков 1980
  • Тихоненков Сергей Михайлович
  • Игнатович Валерий Иванович
  • Даньков Виктор Михайлович
  • Сонькин Михаил Романович
SU878401A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ПОЛЫХ ЦИЛИНДРОВ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИХ КРЕПЛЕНИЯ В ОБРАБАТЫВАЮЩЕМ СТАНКЕ И ЛИНИЯ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА. 1993
  • Циглер М.Б.
  • Власов Е.Н.
  • Таранушич Д.А.
  • Солдатов Ю.П.
  • Аксенов А.П.
  • Кузнецов Н.Е.
RU2049648C1
GB 736838 A, 14.09.1955.

RU 2 347 654 C1

Авторы

Чухряев Николай Павлович

Балашов Василий Борисович

Исаков Владимир Семенович

Калинин Владимир Вадимович

Бабкин Иван Геннадьевич

Даты

2009-02-27Публикация

2007-04-26Подача