Шнековой бур Советский патент 1984 года по МПК E21B7/24 

2. Бур по п. 1, отличающийся тем, что каждая промежуточная секция снабжена в верхней части цапфой с кольцевой проточкой и упором, а в нижней - кулачком.

причем кулачок размещен в кольцевой проточке с возможностью перемещения по окружности между гранями упора.

1. ШНЕКОВОЙ БУР, включающий вал, разделенный на верхнюю, промежуточную и нижнюю секции с закрепленными на них звеньями винтовой ленты, причем верхняя секция оснащена средством подсоединения к ведущей штанге, а нижняя секция соединена с породоразрущающим инстру ментом, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости разгрузки при бурении в пластичных связных мягких породах, секции установлены с возможностью углового смещения одна относительно другой и размещения звеньев винтовой ленты при разгрузке в одном пространственном секторе. О оо | 00

Изобретение относится к горному и строительному делу, а именно к буровому инструменту для проходки шурфов и неглубоких скважин Б мягких породах тугопластичной консистенции типа глин, суглинков и т. д. Известен шнековый бур, включающий вал с жестко закрепленной на нем винтовой лентой, средство подсоединения к ведущей штанге и породоразрушающий инструмент 1. Недостаток этого устройства - большая трудоемкость операций по освобождению винтовой ленты от выбуренной породы вследствие образования грунтовых пробок в межвитковом пространстве бура. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является шнековый бур, содержащий разделенный на секции вал с закрепленными на них звеньями винтовой лентьцпричем верхняя секция оснащена средством подсоединения к ведущей штанге, а нижняя секция соединена с породоразрушающим инструментом 2. Однако известное устройство характеризуется трудоемкостью его очистки от породы, так как межвитковое пространство бура увеличивается незначительно, что затрудняет удаление породных сальников, образующихся при смятии и сжатии в этом пространстве кусков пластичного и липкого глинистого материала. Цель изобретения - снижение трудоемкости разгрузки при бурении в пластичных мягких связных породах. Указанная цель достигается тем, что в шнековом буре, включающем вал, разделенный на верхнюю, промежуточную и нижнюю секции с закрепленными на них звеньями винтовой ленты, причем верхняя секция, оснащена средством подсоединения к ведущей штанге, а нижняя секция соединена с породоразрушающим инструментом, секции установлень с возможностью углового смещения одна относительно другой и размещения звеньев винтовой ленты при разгрузке в одном пространственном секторе. Кроме того, каждая промежуточная секция снабжена в верхней части цапфой с кольцевой проточкой и упором, а в нижней - кулачком, причем кулачок размещен в кольцевой проточке с возможностью перемещения по окружности между гранями упора. На фиг. 1 изображен предлагаемый шнековый бур, рабочее положение; на фиг. 2 - то же, положение разгрузки; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3. Шнековый бур содержит породоразрущающий инструмент в виде забурника 1 и лезвия 2 и вал, составленный из секции 3 с закрепленным на ней звеном 4 винтовой ленты, секции 5 с звеном 6 винтовой ленты и т. д. Секция 7 со звеном 8 винтовой ленты жестко соединена с забурником 1 и лезвием 2, а на секции 3 имеется средство 9для подсоединения шнекового бура к ведущей штанге (не показана). Секция 3 имеет в своей нижней части отверстие, в котором размещена цапфа 10, выполненная в верхней части секции 5. В секции 3 жестко закреплен съемный кулачок И, входящий в паз 12, выполненный на поверхности цапфы 10по незамкнутому контуру с образованием упора 13, взаимодействующего с кулачком 11. Таким образом, кулачок 11 предназначен для передачи осевого растягивающего усилия и крутящего момента от секции к секции, допуская их взаимное смещение относительно друг друга на угол, образованный между рабочими гранями кулачка 11 и упора 13. Аналогичное соединение между собой имеют все секции штанги. В приведенном примере использования предлагаемого устройства высота секции принята равной четверти шага винтовой ленты, следовательно каждое ее звено, закрепленное на секции, равно четверти полного витка, а угловое смещение между секциями равно 270°. При высоте секции, равной одной трети полного шага винтовой ленты, часть витка на ней составляет треть от полного шага, а угловое смещение между секциями составляет 240°. Размещение кулачка 11 и звена винтовой ленты верхней секции ориентировано относительно упора 13 и звена винтовой ленты нижней секции так, что при неподвижной секции 7, к которой закреплен забурник 1, и вращения секции 3 по часовой стрелке (если смотреть на бур сверху со стороны привода) отдельные звенья винтовой ленты стыкуются между собой и образуют непрерывную транспортирующую поверхность. Шнековый бур работает следующим образом. Подвещенный на ведущей штанге бур опускается на забой шурфа, при этом звенья винтовой ленты образуют непрерывную поверхность щнекового транспортера, При вра-щении бура, установленного на забое, вращающий момент передается от секции к секции и на породоразрущающий инструмент через кулачок 11 и упор 13. Происходит углубление щурфа и заполнение межвиткового пространства выбуренной породой. При подъеме бура на поверхность забурник 1 с жестко закрепленной на нем секцией 7 ставится на задержку, например на упор, имеющийся на шламовой тележке, или на упор базовой мащины. Производится реверс привода, и щнековому буру придается вращение, обратное направлению рабочего вращения. Секция 3 поворачивается против часовой стрелки до соприкосновения кулачка 11 с упором 13, а звено 4 винтовой ленты располагается при этом над звеном 6. После соприкосновения кулачка 11 с упором 13 секция 3 продолжает совместное вращение с секцией 5, пока кулачок секции 5 не начинает через упор нижележащей секции вращение последней. В дальнейщем уже три верхних секции вращаются совместно и приводят во вращение четвертую секцию и т. д., пока не срабатывают все упоры в щтанге, а витки на секциях не располагаются один под другим, т. е. в одном пространственном секторе и не занимают положение 14. Когда звенья винтовой ленты таким образом складываются, большая часть вала щнека обнажается для очистки от породы. Практически очистка начинается уже при развороте верхней секции, и продолжается с разворотом остальных секций. При бурении очень вязких глин часть выбуренной породы может оставаться между звеньями винтовой ленты и в положении разгрузки. В этом случае доочистку бура производят после приведения спирали шнека в рабочее положение. Для этого, удерживая забурник шнека, вращают верхнюю секцию в обратном направлении. При этом звенья винтовой ленты вновь занимают рабочее положение, межвитковое расстояние увеличивается, и оставшаяся на них порода легко удаляется. Если Б положении разгрузки бур полностью очищается от выбуренной породы, он опускается в скважину в положении разгрузки. При постановке его на забой забурник прижимается к забою под действием веса бурового става, и с началом бурения секция поворачивается относительно смежной, а винтовая лента шнека приходит в исходное для транспортировки породы положение. Технико-экономический эффект от внедрения изобретения создается за счет снижения трудоемкости процесса разгрузки.

А-А

Уаг.З