Двойной колонковый снаряд Советский патент 1987 года по МПК E21B25/00 

ками (Р) 10,12 в них„ Внутри верхней обоймы 9 подвижно установлен шток 8, жестко связанный с нижней обоймой 11, Краксиально на ней установлен сре;д1ний П 13. Опора подшипника 5 с комплектом тарельчатых пружин 6 размещена над П 13. Гнезда обойм 9, 11 выполнены со смещением осей относительно радиальньтх осей обойм 9, 11, обеспечивая при вращении и сближении обойм первоначальное соприкосновение Р 10, 12 по линии их образующих. Величина смещения А равна А (2D - h), где

D - диаметр Р 10, 12, мм; h - величина выступов Р 10, 12 над торгами

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для отбора керна при бурении геологоразведочных скважин на уголь.

Целью изобретения i является повышение долговечности, зксплуатационт ной надежности и эффективности работы двойного колонкового снарйда.

На фиг, 1 изображен двойной колон- ковьй снаряд, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1;на фиг. 3 - положение обойм с роликами в момент контакта; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3.

Двойной колонковый снаряд (фиг. 1) содержит верхний переходник 1, наружную трубу 2 с наружной коронкой 3, упорный подшипник 4, опору подшипника 5, комплект тарельчатых пружин 6, патрубки,, шток 8, верхнюю обойму вибратора 9 с роликами 10, нижнюю обойму вибратора 11 с роликами 12, средний переходник 13 с сальником 14 и гайкой 15, нижний переходник 16 с шариковым клапаном 17, внутрен- нкйо трубу 18.. с внутренней коронкой 19, кассету 20.

Двойной колонковый снаряд работает следующим образом.

При отсутствии осевой нагрузки на снаряд внутренняя коронка 19 имеет начальное опережение по отношению к наружной коронке 3. Между обоймами вибратора 9 и 11 остается зазор и

0299

обойм 9, 11, мм. При создании осевой нагрузки на снаряд К 19 углубляется в уголь с опережением К 3, что изолирует керн от жидкости и загрязнения. При увеличении нагрузки К 19 отстает, а обоймы 9 и 11 сближаются и вращаются. При этом Р 10 перекатываются по Р 12, нагружая К 19. Благодаря выбранной величине А контактные напря - жения при встрече Р 10, 12 равномерно распределяются по линии контакта образующих Р 10, 12. При вращательном бурении в забой внедряется К 3, а обрабатывается керн К 19. Далее К 19 внедряется в уголь, опережая К 3. 4 ил.

ролики 10 и 12 в зацепление не вхоДЯТ.

При бурении по угольному пласту на снаряд создается осевая нагрузка 4 - 6 кН. При этом комплект тарельчатых пружин 6 сжимается, и опережение внутренней коронки 19 по отношению к 1аружной короке 3 уменьшается до 2- 3 мм, верхняя и нижняя обоймы вибратора 9 и 11 сближаются, но между ними еще остается зазор.Внутрен няя коронка 19, углубляясь в уголь с опережением, обеспечивает надежную изоляцию угольного керна от воздействия промывочной жидкости и от загрязнения его буровым шламом.

При встрече породного прослоя или более крепких разностей угля, буре20 ние которых в/режиме штампования затруднено, осевая нагрузка на снаряд повьш1ается до 8 - 10 кН. При этом комплект тарельчатых пружин 6 получает дополнительное сжатие и внутрен няя KopoHija 19 получает отставание на 2- 4 мм относительно торца наружной, коронки 3, а обоймы вибратора 9 и 11 сближаются. Верхняя обойма вибратора 9, соединенная патрубком

30-7 с верхним переходником 1, вращается относительно нижней обоймы вибратора 11, соединенной с невращающейся внутренней трубой 18. Ролики 10 верхней обоймы 9 перекатываются по ро25 ликам 12 нижней обоймы 11, создавая

дополнительную высокочастотную динамическую нагрузку на внутреннюю коронку 19. При вращении снаряда с частотой 153-281 об/мин вибратор производит 612-1124 ударов в минуту. При сближении роликов 10 и 12 верх-, ней и нижней обойм 9 и 11 ,в первый момент их соприкосновение происходит по линии, лежащей вдоль роликов, по их образующим. Чтобы соприкосновение роликов происходило по этой линии, величина смещения осей гнезд под ролики относительно радиальных осей обойм должна удовлетворять условию .

4 (2D - h).

А D h

-величина смещения;

-диаметр роликов;

-величина выступа роликов над торцами обойм.

Таким образом, контактные напря- жения, возникающие в момент встречи каждой пары роликов, равномерно распределяются по линии контакта образующих роликов. При работе в режиме вращательно-вибрационного бурения в забой скважины врезается наружнаА коронка 3, образуя керн, равный внутреннему диаметру коронки 3. Этот керн на расстоянии 2 - 4 мм от забоя обрабатьшается вибрирующей внутрен- ней коронкой 19 по диаметра кернока- либрующего отверстия внутренней коронки.

После бурения породного прослоя осевая нагрузка на снаряд автоматически уменьшается за счёт внедрения внутренней коронки 19 в уголь. Тарельчатые пружины 6 частично разжимаются, обоймы 9 и 11 раздвигаются,.. и вибратор выключается, а внутренняя коронка 19 вновь получает опережение относительно наружной коронки 3.Угол ньй интервал вновь проходит в режиме щтампования. .

5

0

5 0 5

0 5 0

Форму Л а изобретения

Двойной колонковый снаряд содержащий наружную трубу с наружной коронкой и переходником в верхней час- ти, внутреннюю трубу с внутренней коронкой и переходником с шариковым клапаном в верхней части, два патрубка, установленньк в наружной трубе над внутренней трубой и жестко связанных с переходником, вибрационный механизм, состоящий из двух о бойм с гнездами и роликами в них, .верхняя из которых жестко связана с переходником, а нижняя - с внутренней трубой, шток с утолщенной верхней частью с цилиндрической расточкой в ней, установленный внутри верхней обоймы с возможностью осевого перемещения и жестко связанный с нижней обоймой, средний переходник,установленный коаксиально на нижней обойме и жестко связанньй с нижним патрубком, с гайкой и сальником со стороны обоймы, опору подшипника с комплектом тарельчатых пружин,-установленную под переходНИКОМ,нижний конец которой размещен в цилиндрической расточке штока с возможностью относительного осевого перемещения, подшипник,верхняя обойма которого закреплена ни переходнике,а нижняя упирается в верхний торец опоры подшипника, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности эксплуатационной надежности и эффективности работы, гнезда под ролики в обоймах вибрационного механизма выполнены со смещением осей относительно радиальных осей обойм,обеспечивая при вращении и сближении обойм первоначальное соприкосновение роликов по, линии их образующих,причем величина смещения А равна

А I- h UD - h)

где D - диаметр роликов, мм;

h - величина выступов роликов над торцами обойм, мм.

А-А

фигг

ГО 6

фцг.J

Изобретение относится к устройствам для отбора керна в горном деле и позволяет повысить долговечность, эксплуатационную надежность и эффективность работы снаряда. Он содержит наружную трубу 2 с патрубками и внутреннюю трубу 18 соответственно с наружной 3 и внутренней 19 коронками (К) и переходниками (П) 13, 16. Вибрационный механизм состоит из двух обойм 9, 11с гнездами и роли

5-6

Редактор Н.Горват

сригА

Составитель А.Кондратенков Техред В.Кадар

Заказ 3551/34 . Тираж 532Подписное

ВНИИПИ 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

Корректор И.Муска