Динамометр для измерения усилий подачи бурового инструмента Советский патент 1983 года по МПК E21B19/08 

//г / 6 , J 7 ff ц Изобретение относится к разработ угольных месторождений и может быть, использовано для оценки выбросоопас ности угольных пластов. Известен динамограф для измерени величины усилия при бурении шпуров, по угольным пластам, содержащий подвижную и неподвижную части, внутр которых расположены витые цилиндрические пружины, реагируиепие как на положительные, так и на отрицательны усилия, и лентопротяжный механизм, позволяквдий записывать усилия подач на бумажной ленте, и снабжен визиром и отметчиком. В процессе бурения усилия подачи на штангу передаются через пружины, при деформации которых перемещаются визир и отметчик, вычерчивающий на движущейся ленте кривую усилий подачи. Величины положительных и отрицательных усилий, по которым оценивается динамическая реакция пласта него выб осоопасность, подсчитываются по динамограмме flj. Недостатками динамографа являются значительные ошибки измерения усилий (не менее 50%), связанные с тем цто визир и отметчик соверша.ют частые колебания почти на всю измерительную шкалу, поскольку процесс . бурения сопровождается вибрацией привода и буровых штанг, сравнительно большая масса и габариты. Цель изобретения - повышение точности измерения усилий подачи бурового инструмента. Поставленная цель достигается тем, что в динамометре для измерения усилий подачи бурового инструмента, включающем корпус и расположенные в нем калиброванную пружину и подвижны элемент, жестко соединенный с ра змещенным на корпусе визиром, подвижный элемент выполнен в виде заполненного жидкостью цилиндра, снабженного поршнем с отверстиями и муфтой для крепления буровой штанги, при этом поршень снабжен штоком, жестко соединенным с торцом корпуса, выполуенным в виде конического хвостовика с шпилькой, а на боковую поверхность корпуса нанесена шкала. Кроме того, шкала и визир выполне ны в виде разноцветных колец, насаженных на корпус. Поршень снабжен элементами для изменения проходного сечения отверстий . На чертеже показан динамометр для измерения усилия подачи бурового |1нструмента. Динамометр состоит из корпуса 1, внутри которого расположен подвижный элемент 2, выполненный в виде цилиндра, поджатый кaJ:ибpoвaннoй пружк :ной 3. в цилиндре 2 расположен поршень 4 ,укрепленный на штоке 5.Шток 5 из цилиндра выходит через герметизиг рующую манжету 6 и жестко крепится к корпусу 1. Поршень 4 снабжен, одним или несколькими отверстиями а, которые у.огут перекрываться регулировочными винтами 7. По обе стороны от поршня 4полость цилиндра 2 заполнена жид-. костью, например машинным маслом, глицерином и др. в цилиндре 2 герметично ввинчена муфта 8 для крепления буровой штанги 9. Корпус 1 оканчивается конически хвостовиком 10 с шпилькой 11 для крепления динамометра в ручном сверле 12. В корпусе 1 имеются продольные пазы Б , в которые вставлены втулки 13, выступающие над поверхностью корпуса 1 и частично входящие в утолшенную часть цилиндра 2. На втулки 13 насажено визирное кольцо 14, которое с помощью винтов 15 прикреплено к цилиндру 2. В процессе тарировки динамометра на корпус 1 через каждые 5-10 кгс нанесены кольцевые риски, являющиеся, шкалой динамометра. Промежутки между этими рисками окрашены в различные цвета, например, первая от штанги кольцевая полоска, указывающая на изменение усиЛий подачи от О до 5кгс, окрашена в красный цвет, соседняя с ней полоска,в пределах которой фиксируются усилия подачи от 5 до 10 кгс, окрашена в фиолетовый цвет, а следукедая полоска в диапазоне усилий 10-15 кгс окрашена в оранжевый цвет и т.д. до усилий 40-80 кгс. Принцип работы динамометра заключаетчзя в следующем. Перед началом бурения динамометр с помощью муфты 8 крепят к буровой штанге 9, а хвостовиком 10 фиксируют в сверле 12. В процессе бурения вращение от сверла 12 через хвостовик 10 со шпилькой 11 передается корпусу 1и через втулки 13 и винты 15 цилиндру 2, муфте 8 и буровой штанге 9. Поступательное усилие подачи, сообщаемое сверлу 12, через корпус 1, поршень 4 и пружину 3 передается цилиндру 2 и штанге 9. При этом, в зависимости от величины усилия, необходимого для бурения скважины со скоростью примерно 1 м/мин, меняется степень сжатия пружины 3 и величина перемещения цилиндра 2 внутри корпуса 1. Вместе с цилиндром 2 перемещается втулка 13 с визирным кольцом 14, которое поочередно перекрывает цветные градуировочные полоски на поверхности динамометра. Если кольцо 14 перекрывает, например, фиолетовую полоску наполовину, усилие подачи составляет 7,5 кг.

3 10640174

Поршень 4, жестко скрепленный сжения цилиндра 2 относительно поршня

корпусом 1, препятствует резким осе-4 при неофсодимости может извьм перемещениям цилиндра 2 за счетменена изменением сечения отверстия

того, что его движение сопровождает-а с помощью винтов 7.

ся выдавливанием жидкости от-Применение динамометра позволит

верстие а из одной полости цилиндра5 повысить точность измерения усилий

в другую, при этом скорость передви-подачи бурового инструмента.

1. ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ ПОДАЧИ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, включающий корпус и расположенные в нем калиброванную пружину и подвижный элемент, жестко соединенный с размещенным на корпусе визиром, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения усилий подачи бурового инструмента подвижный элемент выполнен в виде заполненного жидкостью цилиндра, снабженного поршнем с отверстиями и муфтой, при этом поршень снабжен штоком, жестко соединенным с торцом корпуса, выполнен1ым в виде конического хвостовика с шпилькой, а на боковую поверхность корпуса нанесена шкала. 2.Динамометр по п.1, о т л нчающий ся тем, что шкала и визир выполнены в виде разноцветных колец, насаженных на корпус. 3.Динамометр по пп. 1 и 2, о т личающийся тем, что пор(Л шень снабжен элементами для изменения проходного сечения отверстий.