Алмазный породоразрушающий инструмент Советский патент 1987 года по МПК E21B10/46 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к области бурения, конкретно к алмазному поро- доразрушающему инструменту.

Цель изобретения - повьшение эффективности работы инструмента за счет повторного его использования без подъема на поверхность после прекращения процесса бурения.

На чертеже, изображен алмазный породоразрушающий инструмент, продольный разрез.

Алмазный породоразрушающий инструмент содержит корпус 1. и алмазосодер- а следовательно, исключается прижог жащую матрицу 2, образующую кольцевую коронки. Срабатывание узла передачи

10

ратуру плавления, расплавляется и, увеличиваясь в объеме, выталкивает штифты 5 вверх, освобождая их от задепления с матрицей 2. Для предотвра щения вытекания расплавленного материала верхняя ступень 9 штифтов и кольцевая полость 3 имеют уплотни- телъные кольца. Прокладка 13 служит для повышения надежности срабатывания узла передачи крутящего момента При выходе штифтов 5 из зацепления с матрицей 2 крутящий момент не передается и матрица не вращается,

полость 3 в которой размещены термоплавкий элемент 4 и узел передачи крутящего момента, выполненный в виде ступенчатых штифтов 5 с пружинами 6, установленных в совмещенных продольных отверстиях 7 и 8 корпуса 1, матрицы 2 и элемента 4. Ступень 9 большего диаметра штифтов 5 выполне- на в виде поршня и установлена с возможностью осевого перемещения, причем ход штифтов h больше глубины hj гнезда 8 в матрице 2. Отверстия 7 и 8 расположены на равном расстоянии от оси 10 инструмента. Гнезда 8 в матрице 2 выполнены с конусной заход- ной частью 11, Кольцевая полость 3 герметизирована уплотнениями 12. Между корпусом 1 и термоплавким элементом 4 размещена прокладка 13 из материала на основе в.ермикулита, который при нагревании увеличивает свой объем, при этом высвобождаемый при перемещении штифтов 5 объем должен соответствовать приращению объема вермикулита при нагревании. Для удобства монтажа матрица 2 может быт выполнена из двух частей, соединяемы между собой, например, посредством резьбы 14. На матрице 2 и корпусе 1 выполнены риски 15 и 16, coБпaдaюш e между собой в.рабочем положении инструмента.

Алмазный породоразрушающий инструмент работает следующим образом.

Под действием крутящего момента и осевой нагрузки алмазосодержащая матрица 2 осуществляет разрушение породы. В процессе работы из-за трения о породу матрица 2 разогревается и температура ее может превысить предельно допустимую. При этом температура внутри кольцевой полости 3 повышается, элемент 4, имеющий низкую темпеа следовательно, исключается прижог коронки. Срабатывание узла передачи

ратуру плавления, расплавляется и, увеличиваясь в объеме, выталкивает штифты 5 вверх, освобождая их от за. депления с матрицей 2. Для предотвращения вытекания расплавленного материала верхняя ступень 9 штифтов и кольцевая полость 3 имеют уплотни- телъные кольца. Прокладка 13 служит для повышения надежности срабатывания узла передачи крутящего момента. При выходе штифтов 5 из зацепления с матрицей 2 крутящий момент не передается и матрица не вращается,

0

5

крутящего момента фиксируется на поверхности по уменьшению его величины. После прекращения процесса бурения . включают привод подъема и поднимают инструмент над забоем. Затем, не дав затвердеть расплавленному материалу в процессе.его остывания и уменьшения объема, матрицу 2 и корпус 1 поворачивают друг относительно друга до совмещения рисок 15 и 16, после чего инструмент опускают на забой, и под действием пружин 6 стержни 5 занимают свое первоначальное положение путем совмещения стержней с гнездами 8 при медленном вращении корпуса 1 . О совмещении подпружиненных стержней с гнездами 8 судят по резкому увеличению крутящего момента. После этого выдерживают необходимое время для отвердения термоплавкого матери ала и продолжают процесс бурения .

0

5

О Формула изобретения

1. Алмазный породоразрущающий инструмент, включающий корпус, алмазо

содержащую матрицу и кольцевую поость между ними, в которой размещеы узел передачи крутящего момента от корпуса к матрице и термоплавкий элемент, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности работы инструмента за счет повторного его использования без подъ- ема на поверхность после прекращения процесса бурения, в корпусе и термоплавком элементе симметрично оси инструмента выполнены соосные сквозные отверстия, а в матрице - соосное им гнездо, причем отверстие в корпусе имеет ступенчатую форму, а узел

1331989

передачи крутящего момента выполнен 2. Инструмент по п. 1, .о т л и в виде подпружиненных ступенчатыхчающийся тем, что между

штифтов, размещенных в указанных от-термогшавким элементом и корпусом

верстиях и гнезде с возможностью осе-размещена прокладка цз материала с

вого перемещения и выхода из зацеп-больщим коэффициентом теплового объления с матрицей, при этом кольцеваяемного расширения, например на оснополость выполнена герметизированной.ве вермикулита.

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить зффек- тивность работы инструмента за счет повторного его использования без подъема на поверхность после прекращения процесса бурения. Инструмент включает корпус 1, алмазосодержащую матрицу (AM) 2 и герметизированную кольцевую полость 3 между ними. В ней размещены узел передачи крутящего момента от корпуса 1 к AM 2, выполненный в виде подпружиненных ступенчатых штифтов 5, и термоплавкий элемент (ТЭ) 4. В корпусе 1 и ТЭ Д симметрично оси инструмента выполнены соосные отверстия 7, а в AM 2 - соосное с ним гнездо 8. Отверстие 7 в корпусе 1 имеет ступенчатую форму. В отверстиях 7 и гнезде 8 подвижно размещены штифты 5, а между корпусом 1 и ТЭ 4 - прокладка I3 из материала с большим коэффициентом теплового объемного расширения. В ходе работы инструмента AM 2 нагревается, ТЭ 4 расплавляется, выталкивая штифты 5 вверх и расцепляя их с AM 2. При этом крутящий момент не передаете Al f 2, что исключает прижог коронки. При срабатывании узла передачи крутящего момента инструмент поднимают над забоем, а затем опускают его до затвердения материала ТЭ 4. Стержни 5 занимают начальное положение путем совмещения их с гнездами 8. После отвердения материала продолжают бурение. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. а (Л со ОО СО 00 со tf