Бурильная головка Советский патент 1986 года по МПК E21B6/04 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурильным головкам с независимым вращением бурового инструмента.

Целью изобретения является упрощение конструкции и сокращение габй- ритов и массы бурильной головки, а также повьшение эффективности гашения отраженных; ударных импульсов,

На чертеже изображена предлагаемая бурильная головка.

В корпусе 1 головки размещен вращатель, содержащий мотор 2, вал-шестерню §, шпиндель 4, буровой инструмент 5 и пяту 6.

Ударный узел включает ударный поршень 7, образующий с корпусом 1 переднюю 8 и заднюю 9 рабочие каме- ры, золотник 10, амортизационный поршень It, задшою втулку t2, упругий элемент 13, напорные каналы 14- 16, сливной канал 17, командные каналы 18-20, кольцевые канавки напо- ра 21 и слива 22, газовый аккумулятор 23.

Бурильная головка работает следующим образом.

Текучая среда под давлениемпо напоному каналу 14 поступаете переднюю рабочую камеру 8, обеспечивая холостой ход ударного поршня 7. При этом из задней рабочей камеры 9 текучая среда отводится через открытую золотником 10 кольцеву канавку 22 слива и сливной канал 17. При достижении ударным поршнем 7 положения, изобра- йенного на чертеж® (конец холостого хода), его кромка 24 обеспечивает нодвод текучей среды под давлением .по командному каналу 18 к торцу 25 золотника 10. К противоположному торцу 26 текучая среда под давлением ко мащ, каналом 19 подведена постоян но.

45

50

Поскольку площадь торца 25 больше площади торца 26, золотник 10 перемещается в крайнее переднее положе- кие, перекрьшая кольцевую канавку 22 слива и открывая кольцевую канавку 21 напора.

Текучая среда под давлением по напорному каналу 16 йоступает в зад- геою рабочую камеру 9. Активная пло- задней рабочей камеры 9 (площадь кольца, ограниченного диаметрами соп- ряжения ударника 7 с корпусом 1 и задней втулкой 12) больше аналогичной Площади постоянно находящейся под

--

10

15

20

2589972

давлением передней рабочей камеры 8, Поэтому ударный поршень 7 начинает движение в сторону камеры с меньшей активной площадью, совершая рабочий ход и вытесняя текучую среду из передней рабочей камеры 8 частично по каналу 15 в газовый аккумулятор 23 и частично - в напорный канал 16. В конце рабочего хода ударный поршень 7 наносит кдар по буровому инструменту 5. Непосредственно перед ударом ударный поршень 7 своей кромкой 27 откроет командный канал 18 и сообщит его с командным каналом 20 и сливньи каналом 17. Тем самым со сливом будет сообщен торец 25 золотника 10, вследствие чего текучая среда под давлением, через командный (напорный) канал 19, действуя на торец 26, переместит золотник 10 в крайнее заднее положение.

При этом будет открыта кольцевая канавка 22 слива и перекрыта кольцевая канавка 21 напора, т.е. подготовлен холостой ход ударного поршня 7. Рабочий цикл повторяется,

Одновременно с нанесением ударов по буровому инструменту 5 мотор 2 через вал-шестерню 3 и шпиндель 4 осуществляет его вращение. При подаче бурильной головки и соединенных с буровым иHcтpy eнтoм 5 штанги и коронки (не показаны) на забой производится бурение.

Осевая реакции от прижатия бурового инструмента 5 к забою, а также от- ..раженные от забоя ударные импульсы через пяту & передаются на торец 28 I бурта амортизационного поршня 11. Противоположный торец 29 поршня 11, замыкающий переднюю рабочую камеру 8, постоянно находится под давлением текучей среды, причем площадь торца достаточна для уравновешивания осевой

25

30

35

40

реакции забоя. Благодаря этому текучая среда в передней рабочей камере 8 служит гидравлическим подшипником цля вращающегося амортизаодонного поршня 11 и опирающегося на него через пяту 6 бурового инструмента 5. Отраженные от забоя ударные импульсы через амортизационный поршень 11 передаются текучей среде, а возникающие в ней вследствие этого импульсы давления по каналам 14 и 15 достигают газового аккумулятора 23, где и гасятся. Упругий элемент 13, размещенный между буртом амортизационного поршня 11 и корпусом 1, предупреждает чрезмерную отдачу поршня 11 при восприятии наиболее сильных отраженных ударных импульсов,

Установка амортизационного пОршня в корпусе, при которой поршень своей внутренней поверхностью подвижно и герметично сопряжен с ударным поршнем, а своим задним торцом образует подвижную герметизирующую стенку передней рабочей камеры, позволяет осуществить эффективную гидравлическую амортизацию бурового инструмента и герметизаирию передней рабочей камеры одним элементом вместо ранее приРедактор В. Иванова Заказ 5102/33

Составитель КГ Столбцов

Техред Л.Олейнйк Корректор М. Максимишинец

Тираж 470Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

менявшихся двух, чем достигается упрощение конструкции, сокращение габаритов и массы бурильной головки.

Установка упругого элемента между буртом амортизационного поршня и кор пусом позволяет обеспечить эффективное гашение наиболее сильных отражен- импульсов, не допуская смещения назад бурового и связанной с этим поте- удара ударного поршня, надежность конструкных ударных чрезмерного инструмента рей энергии чем повышается ции.