Стенд для определения буримости горных пород и выбора параметров режима бурения Советский патент 1987 года по МПК E21B3/00 E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к бурению геолого-разведочных скважин, в качестве контрольно-измерительного устройства нри исследованиях, связанных с оптимизацией процесса бурения, в частности, при испытаниях породоразру- шающего инструмента, установлении бури- мости и рациональных параметров бурения горных пород, для определения смазочных свойств буровых промывочных жидкостей, а также при нахождении функциональных связей износа породоразрушающих элементов бурового инструмента с режимными параметрами бурения.

Целью изобретения является повышение надежности работы стенда.

На чертеже представлена принципиальная схе.ма предлагае.мого устройства.

Устройство содержит раму 1, на которой установлен с возможностью вращения стакан 2, внутри которого закреплен образец 3 горной породы, рабочий орган 4 с приводом (не показан), установленный с возможностью взаимодействия с образцом 3. Устройство содержит также измерительный узел, выполненный в виде двух самоблокирующихся шарнирно закрепленных на раме 1 гидравлических цилиндров 5 с подводящими .магистралями 6, манометром 7, дроссельным клапаном 8 и рукояткой 9 переключения подводящих магистралей бот мас- лонасоса 10 к маслобаку 11 и цилиндрам 5. Кроме того, измерительный узел содержит эластичные тяги 12, соединенные одни.ми концами с поршнями 13 цилиндров 5, а другими - с стаканом 2.

Для отвода промывочной жидкости, поступающей в процессе бурения через рабо- чий орган 4 (по стрелке А), на стакане 2 закреплен патрубок 14.

Устройство работает следующим образом.

Вращающийся с промывкой и под вертикальной нагрузкой (например от бурового станка) рабочий орган 4, воздействуя в процессе бурения породоразрущающими элементами (резцами) на образец 3 испытуемой горной породы, увлекает во вращение стакан

2, создавая определенный момент вращения. До начала измерительного процесса порщ- ни 13 цилиндров 5, увлекаемые стаканом 2 с помощью эластичных тяг 12 (по стрелке 5), приводятся в нижние мертвые точки.

При подаче в подводящие магистрали 6 давления от маслонасоса 10 (по стрелке У) и установке рукоятки 9 золотника в рабочее положение в штоковой полости цилиндра 5 создается противодавление вращению ротора (пара сил по стрелке В), которое с помощью дроссельного крана 8 балансируется с установкой порщней в средних зонах цилиндров 5. Отсчет давления на манометре 7 в данной ситуации дает расчетную силу момента вращения, создаваемую породоразрушающим инструментом на границе с испытуемым образцом горной породы (забоем).

Изменяя параметры режима бурения с помощью стенда можно подобрать оптимальные их значения, при которых получается максимальная эффективность работы породоразрущающего инструмента при минимальной затрате энергии.

Формула изобретения

Стенд для определения буримости горных пород и выбора параметров режима бурения, содержащий рабочий орган с приводом, установленным с возможностью взаимодействия с образцом горной породы, из- .мерительный узел, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен рамой и стаканом, а измерительный узел выполнен в виде двух самобалансирующихся щарнирно закрепленных на раме гидравлических цилиндров с подводящими магистралями, манометром, дроссельны.м краном и рукояткой переключения подводящих магистралей, эластичных тяг, соединенных одними конца.ми с поршнями гидроцилиндров, а другими - с стаканом, при этом образец горной породы закреплен в стакане, который установлен на раме с возможностью вращения.

Изобретение относится к контрольно- измерительным устр-вам для исследований, связанных с оптимизацией процесса бурения геолого-разведочных скважин. Цель изобретения - повышение надежности работы стенда. Для этого изамерительный узел выполнен в виде двух самоблокируюшихся шарнирно закрепленных на раме 1 гидрав- лически.х цилиндров (ГЦ) 5 с подводящими магистралями 6, манометром 7, дроссельным краном 8 и рукояткой 9 переключения магистралей 6 от маслонасоса 10 к маслобаку 11 и ГЦ 5. На раме I с воз.можностью вращения установлен стакан 2, в котором закреплен образец 3 горной породы. С порщ- нями 13 ГЦ 5 одними концами соединены эластичные тяги 12. Их другие концы соединены со стаканом 2. В процессе бурения вращающийся рабочий орган 4, воздействуя на образец 3, увлекает во вращение стакан 2. При подаче в магистрали 6 давления от маслонасоса 10 и установке рукоятки 9 в рабочее положение порщни 13 устанавливаются в средних зонах ГЦ 5. На .манометре 7 при это.м зарегистрируется расчетная сила момента вращения, создаваемая породо- разрущающим инструменто.м на границе с образцом 3 (забоем). 1 ил. о сл с 00 о 00 //