Ковшовый бур Советский патент 1983 года по МПК E21B7/24 

IND

Изобретение относится к буровой технике, а конкретно - к конструкциям ковшовых буров, и может быть использовано при строительстве свайных фундаментов, при чнженерно-геолгических изысканиях, при геологоразведочных работах. .

Известен ковшовый бур, включающи цилиндрический корпус с днищем, грунтоприемными окнами, режущими ножами и приводной вал l.

Недостаток данного бура - низкая эффективность бурения, что связано с невозможностью изменять угол резания режуших ножей в зависимости от прочности проходимой породы.

Известен также ковшовый бур, включающий цилиндрический корпус с днищем, груктоприемными окнами и режущими ножами, шарнирно установленными на корпусе, механизм поворота режущих ножей, включающий штанги, соединенные с режущими ножами, и приводной вал 2.

Недостаток этого ковшового бура низкая эффективность бурения, связанная с тем, что для изменения угла резания режущих ножей бур необходимо поднимать на поверхность.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения путем автоматического изменения угла резания в зависимости от прочности буримой породы.

Указанная цель достигается тем, что ковшовый бур, включающий цилиндрический корпус с днищем, грунтоприемными окнами и режущими ножами, шарнирно установленными на корпусе, механизм поворота режущих ножей, включающих штанги, соединенные с режущими ножами,и приводной вал, бу снабжен упругими элементами и крышкой с кольцевыми прорезями, в которых разм щены упругие элементы, причем механиз поворота режущих ножей снабжен рычагами, установленными шарнирно на корпусе, цапфами с хвостовиками и коромыслом, штанги выполнены с прорезями и с одного конца жестко соединены с режущими ножами, а с другого конца - с рычагами посредством пальцев, которые размещены в прорезях штанг с возможностью перемещения, верхние концы рычагов установлены с возможностью перемещения в цапфах, хвостовики которых размещены с возможностью поворота в коромысле, жестко связанном с приводным валом, приводной вал снабжен кронштейнами, установленными в крышке с возможностью .поворота и взаимодействия с упругими элементами.

На фиг.1 показан ковшовый бур, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1 с разрезом корпуса и крышки; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2.

Ковшовый бур включает корпус 1, секции днища 2 и 3 с запорными устройствами 4 и 5 и режущими ножами б и 7, причем секции 2 и 3 и режущие ножи б и 7 установлены на общей оси 8, закрепленной на корпусе 1.

Штанги с прорезями 9 и 10 жестко соединены нижними концами с режущими ножами 6 и 7 и верхними концами подвижно - с рычагами 11 и 12 (пальцы рычагов размещены в прорезях щтанг), при этом рычаги установлены на осях 13 и 14, закрепленных на корпусе 1. Верхняя часть рычагов 11 и 12 выполнена в виде втулок 15 и 16, установленных подвижно в цапфах 17 и 18 хвостовики которых размещены с возможностью поворота в коромысле 19. Коромысло 19 соединено с приводным валом 20, снабженным кронштейном 21-23, установленными в прорезях 24 крышки 25 с возможностью поворота и взаимодействия с тарированными упругими элементами 26-28, установленными в прорезях 24.

Ковшовый бур работает следующим образом.

Перед началом бурения режущие ножи б и 7 устанавливают п()и помощи их поворота на оси 8 на наибольший угол резания, что соответствует эффективному бурению слабых пород. Когда буримый грунт становится более прочным, сфпротивление вращению бура возрастает, возрастает и крутящий момент на приводном валу 20. При этом кронштейны 21-23 воздействуют на тарированные упругие элементы 26-28, установленные в крышке 25. В зависимости от сопротивлени породы резания тарированные упругие элементы 26-28 позволят повернуться приводному валу на определенный угол Поворачиваясь, приводной вал 20 поворачивает также коромысло 19 и цапфы 17 и 18, при этом цапфы 17 и 18 воздействуют на втулки 15 и 16 рычагов 11 и 12, заставляя последние поворачиваться относительно осей 13 и 1.4, изменяя положение штанг 9 и 10, нижние концы которых связаны с режущими ножами 6 и 7.

Вместе с изменением положения штанг изменяется и положение режущих ножей б и 7, при этомсвойства тарированных упругих элементов 26-28 а также геометрические параметры деталей механизма поворота режущих ножей выбраны так, чтобы при изменении прочности породы режущие ножи установились под меньшим углом, соответствующим эффективному процессу резания более прочной породы. При последующем уменьшении прочности породы сопротивление резанию пгшает, и корпус 1 под воздействием тарированных упругих,элементов 25-27 возвращается в исходное относительно

приводного вала 20 положение. Одновремеиио с этим режущие ножи 6 и 7 соответственно устанавливаются под большим углом резания.

После заполнения корпуса бура породой бур извлекают из скважины и освобождают от породы, воздействуя

на запорные устройства 4 и 5, при этом секции днища 2 и 3 откидываются на оси 8, и порода удаляется из корпуса бура. Далее секции днища за крывают, бур опускают в скважину и процесс бурения продолжают.

Предлагаемое изобретение повышает эффективность бурения.

КОВШОВЫЙ БУР, включающий цилиидрический корпус с днищем, грунтоприемиыми окнами и режущими ножами, шарнирно установленными на корпусе, механизм поворота режущих йожей, включающий штанги, соединенные с режущими ножами,и приводной вал, отличающийся, тем. что, с целью повышения эффективности бурения автоматического изменения, угла резания в зависимости от прочности бурикюй породы, бур снабжен упругими элементами и крышкой с кольцевьо4И прорезями, в которых размещены упругие элементы, причем механизм поворота режущих ножей снабжен рычагами, установленными шарнирно на корпусе, цапфами с хвостовиками и коромаслом, штанги выполнены с прорезью и с одного конца жестко соединены с режущими ножами, а с другого конца - с рычагами по- средством пальцев, которые размещены в прорезях штанг с возможностью перемещения, верхнЪе концы рычагов установлены с .возможностью перемещения в цапфах, хвостовики которых размещены с возможностью поворо- | та в коромысле, жестко связанном с приводным валом, приводной вал снабжен. кронштейнами, установленными в S крышке с возможностью поворота и взаимодействия с упругими элементами.

6

27

26

r

hCv

78

Фиг. г

Фиг.З