Шнековый бур Советский патент 1983 года по МПК E21D1/06 

Изобретение относится к горной и а именно строительной промьплпе1шости, к буровому инструменту для образования неглубоких скважин и шурфов в мягких гру нтах. Известен шнековый бур, содержащий забурник, корпус профильного поперечноrfj сечения с обоймой, полушнеки, установленные на осях, размещенных в нижней части бура, и механизм поворота пол тинеков, вьтолненный в ввде рычагов, связанных с полушнеками посредством ш.арниров С I. Недостаток данного устройства за1шн чается в том, что механизм поворота его полушнеков не позволяет развернуть последние на утол, .достаточный для осво бо вдения их от выбуре1шой породы под ее собственным весом. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является шнековый бур, включающий полый корпус с боковыми окнами, полушнеки, установлеш1ые конментрично корпусу, с возможностью фиксирования, и механизм поворота полушнеков, выполне ный в боковых окнах корпуса, нижние концы которых шарнирно соединены с полушнеками, а вер;шие - со штоком, расположенным в полости корпуса, и под пружиненной обоймы, скрепленной со штоком и установленной с возможностью осевого перемещения относительно корпусаНедостаток известного бура. малая наделшость рычажного механизма поворо та полушнеков, вызвавшая незначительным углом между осью рычагов и осью штока. Эта особенность рычажного механизма приводит к тому, что большая часть усилия, прикладываемого к штоку в первоначальный момент поворота полу шнеков, нагфавлена на продольный из гиб и срез осей в шарнирных соединениях, а ь ньшая на поворот полушнеков, в результате чего происходит продольный изгиб рычагов и быстрый выход из строя шарнирных соединений, при это усилия, направленные на раскрытие полу шнеков, часто бывают недостаточны для .их поворота, особенно при бурений пород тугопласгичной консистенйии, когда При разгрузке требуется разорЪать пополам сальн 1к, образованный в межвитковом пространстве бура. Увеличение угла установки рычагов относительно сек штока ведет к резкому увеличению диаметра полого корпуса. 1 46.2 то есть к нарушению оптимального соотношения между диаметром шнекового корпуса и наружным диаметром шнековой спирали. Цель изобретения - повышение надежности работы шнекового бура и упроще1ше его конструкции. Поставле1шая цель достигается тем, что в шнековом буре, включающем полый корпус с боковыми окнами, полушнеки, шарнирно установленные на корпусе с возмоншостью фиксирования, и механизм поворота полушнеков, вьшолненный в виде рычагов, размешенных в боковых окнах корпуса, нижние концы которых соединены с полушнеками, а верхние - со штоком, расположенным в полости корпуса, н подпружиненной обоймы, скрепленной со штоком и установленной с возможностью осевого перемещения относительно корпуса, полушнеки имеют расположенные симметрично относительно оси корпуса наклонные пластины, а шток имеет годовку, установленную с возможностью взаимодействия с наклонными пластинами, при этом шарниры, соединяющие верхние концы рычагов со пггоками, установлены с возможностью ограничешюго осевого перемещения вдоль зuтoкa, .-кроме /того, .контактирующая поверхность корпуса и попушнеков выполнена цили здрической, а фиксатор вьшопнен в виде штьфей, {жестко закрепленных на корпусе и cooiv. ветствуюших отверстий на полушнеНа фиг. 1 показан шнековый б вположении бурения, общий вид; на фиг.2 то же, в начальный период поворота полушнеков} на фиг. 3 - то же, в положении разгрузки; на фиг. 4 - разрез А на фиг. 3. Шнековый бур состоит из корпуса 1, набженного в нижней части забурником , а в верхней части - средством 3 фисоединения к буровой колонне (не оказана). На корпусе I установлены арнйры 4, на которых с возможностью оворота установлены полушнеки 5 с естко 3aJKpenneHHbiMK на них спиральыми neffraMHi нижняя кромка одной из оторых офсрмлёна в виде породоразрующего лезвия 6. Всвоейсреаней части корпус 1 имеет бурт 7, а в верхней части одвижно,установленную обойму 8, межу которыми установлена пружина 9. нутри корпуса 1 расположен шток 10 с головкой 11 (фиг. 2), жестко связанньй с обоймой 8 осью 12, размещенной в окне 13 корпуса 1. jVeKfly штоком 10 и полушнекамн 5 установлены рычаги 14, размещешаю в окнах 15 корпуса 1 и связанные с полушнеками 5 с помощью нижних шарниров 16, а со штоком Ю - верхними шарнирами 17, при этомверхние шарниры 17 установлены в пазах 18, вьшолненных в теле штока 10 с возможностью ограниченного поступательного перемещэ ния на длине паза 18, На рычагах 14 , вьшолнены наклонные плоскости 19, обра зующие между собой и с осью штока в сложенном виде полушвеков острый угол. На корпусе 1 установлен ряд фиксирующих штырей 20, жестко закрепленных на теле корпуса и входящих в Сложенном положении полушнеков в отверстия 21, вьшопненные в полушнеках. УстройстЖ) содержит также привод шнекового бура 22. Шнековый бур работает следующим образом. После заполнения межвиткового прост ранства разрушенной породой, бур поднимаютнаповерхнсюгьдоупора в гфивоа22, (При этом когда полушнеки 5 находятся 1В сложенном полсикении, шарниры 17 находятся в пазу 18 в крайнемнижнем полож нии,а головка 11 штока 1О в верхнем поло жении (пунктирная.линия на фиг. 2), при котором она не касается рьгаагов 14 При упоре обоймы 8 в привод 22 головка перемещается вниз и сжимает пружину 9. Усшшё от обоймы 8 через ось 12 передается на шток 10, Который при своем движении вниз, взаимодействуя с наклонными поверхностями 19 рычагов 14, передает усилие через шарниры 16 на полушнеки ё. Последние , врашдясь вокруг шарниров 4, раскрываются. Рычажный механизм noBqpOTa полушнеков I при эгрм не работает, так как дпарниры 1 перемещаются в пазах 18, и осевых усилий в рычагах 14 не возникает. Головка 11 штока 12 может быть вьшопнена не сферической, а клинообразной и при своем движении вниз вааимодействовать с выступами, жестко скрепленными с внутренней поверхностью полушнеков и размещенными в окнах 15. При дальнейшем движении шггока 1О вниз шарниры 17 занимают крайнее верхнее положение в пазах 18 и в работу по раскрытию полушнеков вступают рычаги 14, продолжая производить поворот полушнеков до тех пор, пока последние не занимают горизонтальное положение (фиг. З), В начальный момент-поворота полушнеков уплотненная в межвитковом пространстве порода разделяется на две части в плоскости, проходящей через ось шнекового бура. Гфи дальнейшем повороте полушнеков пфода с межвиткового пространства под собственным весом разгружается на грунтсярнбмную площадку. После разгрузки бура он опускается вниз и под действием пружины 9 обойма 8, ось 12 и аггок 1О поднимаются .вверх по отношению к корпусу 1 и приводят полушнеки в первоначальное сложенное положение, при котором оба полушнека надежно зафиксированы на корпусе с помощью штырей 2О, размещенных в отверстиях 21, Таким образом, процесс раскрытия полушнеков разделен на два этапа, В первоначальный момент раскрытие производится по гфинаипу клщи, при этом ycufлие поворота полушнеков незначительно. Когда попушнеки немного разошлись, начинается втфой этап раскрытия полушнеков до их горизонтального положения, при этом усилия в рычагах так же незначительЕЕы, Предложенный шнековый бур позволяет повысить надежность его работы, увеличить долговечность работы.механизма открытия полушнеков за счет снижения усилий, действующих на рычаги и шврнирьь Кроме того, применение фиксцрующих штьфей позволяет угостить KOHCTV рукцию шнекового бура путем выполнеаня внутренней поверхности попушнеков и наружной поверхности корпуса цшшвфвн ческими.

Фиг.1

1. ШНЕКОВЫЙ БУР, включающий полый-ксрпус с боковыми окнам и полушнеки, шарнкчрно установленные концентр ично корпусу с возможностью фиксирования, и механизм, поворота полушнеков, выполненный в виде рычагов, размешенных в боковых окнах корпуса, нижние котсфых шарнврно соединены с полушнеками, а верхние - со штоком, расположенным в полости карпуса и подпружиненной обоймы, свфештенной со иггоком и установленной с возможностью осевого переме имения относительно корщгса, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения надежности р«бо ты шнекового бура, полушнекн имеют расположенные симметрично относительно оси корпуса наклонйьге пластины, в шток имеет головку,, установленную с возмевккостью взаимодействия q наклонными пластинамиг 1ФИ этом , соеднняюшие верхние концы рычагов со штоками, установлены с возможностью ограначе i ного осевого перемешения вдоль штока 2. Бур по п. I, о т л ичаюшвй0) с я тем, что, с целью у1фошеввв его С конструкции, коатакт укшшя поверхность и полушвеков вьшолнена ЦЕЛИНАрической, а фиксатор вьшолнен в виде иггьфей, жестко закрепленных яа корпусе и соответствуюших отверстий на полуо шнеках. СП . сл 4;: О)