Устройство для образования скважин Советский патент 1988 года по МПК E21B7/24 E21B25/00 

L ПТ

г %г V V V V

4

Ю to

r

л

Фиг. 2

17

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для образования скважин большого диаметра с отбором керна.

Цель изобретения - повышение надежности работы в прочных и мерзлых грунтах.

На фиг. 1 показано устройство, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 3 - устройство, вид снизу (без породоразрушаюшего инструмента); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - по- родоразрушающий инструмент; на фиг. .7 - схема расположения прорезей и усилий, действующих на устройство.

Устройство для образования скважин состоит из корпуса 1 с породоразрушаю- шим инструментом 2, шнековой спирали 3 на наружной поверхности корпуса 1, поворотных валов 4, установленных посредством кронштейнов 5 на корпусе, подрезающих рычагов 6 с резцами 7, закрепленных на нижних концах валов 4, штанги 8 и механизма поворота валов (не обозначен). Меха- 1 низм поворота включает пластину 9, соеди- 1 ненную с корпусом посредством подшип- I ника 10, например, скольжения, рычаги II, I прикрепленные к верхним концам валов 4, |и пальцы 12, прикрепленные к свободным концам рычагов II. Пальцы 12 с неболь- шнм зазором размещены в сквозных кри- |волинейных прорезях 13, выполненных в пластине 9- Штанга 8 скреплена с пласти- I ной 9. На рычагах 6 установлены резцы или |зубки 14. Для отвода разрушенной поро- |ды к шнековой спирали 3 породоразрушаю-. |щий инструмент 2 имеет вырезы 15 и на- j правляющие лопатки 16. Резцы 17 породо- :разрушающего инструмента 2 расположены в несколько рядов.

; На фиг. 7 обозначены: R - радиус кри- волинейной сквозной прорези; Oi и Ог- оси |пальцев в их крайнем положении; Оз - центр |кривизны -прорези; Г| - максимальное рас- стояние между осью О корпуса и осью пальца 12; Гг - минимальное расстояние между осью О корпуса и осью пальца 12, при этом R ri-fr2.

Центр кривизны Оз расположен на пересечении окружности с радиусом ri и прямой, проходящей через ось корпуса О и ось Oi пальца 12.

Для того, чтобы пальцы 12 при их движении в пазах 13 не доходили до «мертвых точек, в которых перемещение рычагов 11 стопорится, необходимо, чтобы углы аир были меньше 90°. Угол а - угол между прямой, соединяющей ось Ог и ось вала 4, ,и прямой, касательной к оси прорези; угол Р - угол между теми же прямыми в крайнем внутреннем положении пальца в пазу. При указанном соотношении элементов устройства обеспечивается постоянство усилия

N, нормального к траектории резцов.14 на рычагах 6.

Устройство для образования скважин работает следующим образом.

Устройство через штангу 8 вращают по часовой стрелке и одновременно осуществляют его подачу вниз. Подрезающие рычаги при этом прилегают к корпусу I. Вра- . щающий момент на породоразрушающий инструмент 2 передается через пластину 9,

0 пальцы 12, рычаги 11, валы 4, рычаги 6 и корпус 1. Резцы 17 разрушают грунт, который транспортируется вверх шнековой спиралью 3 через вырезы 15. Образующийся керн проходит внутрь корпуса 1. При достижении расчетной глубины штангу начинают вра щать против часовой стрелки. При этом пластина 9 поворачивается влево. Пальцы 12 перемещаются в прорезях 13 до упора, в результате чего рычаги 11 с валами 4 поворачиваются, передавая момент на рычаги 6.

0 Зубки 14 рычагов -6 подрезают керн. При подрезке керна вращается и корпус 1. Когда рычаги сойдутся у оси вращения, устройство поднимают вверх и керн при этом отрывается от грунта. Для разгрузки устройства штангу 8 поворачивают по часо5 вой стрелке, рычаги б поворачиваются и выходят за габариты керна, в результате чего керн падает вниз.

Формула изобретения

0

5

0

5

0

5

Устройство для образования скважин, включающее штангу, корпус с породораз- рушающим инструментом и со шнековой спиралью на наружной поверхности, валы, установленные на корпусе с возможностью поворота, подрезающие рычаги с резцами, закрепленные на нижних концах валов, и механизм поворота валов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы в прочных и мерзлых грунтах, механизм поворота валов выполнен из пластины с криволинейными сквозными прорезями, из соединенных с корпусом с возможностью поворота рычагов, прикрепленных к. верхним концам .валов, и из пальцев, прикрепленных к свободным концам рычагов и размещенных в криволинейных прорезях пластины с возможностью перемещения в них при повороте пластины, а штанга скреплена с пластиной, при этом

R r,+г,

где R - радиус сквозных криволинейных прорезей пластины;

Г| - максимальное расстояние между про дольной осью корпуса и осью пальца;

Г2 - минимальное расстояние между продольной осью корпуса и осью аальца, причем центр кривизны сквозных криволинейных прорезей пластины расположен на пересечении окружности с радиусом Г| и прямой, проходящей через ось корпуса и ось пальца при его расположении на расстоянии г от оси корпуса.

Изобретение может быть использовано для образования скважин большого диаметра с отбором керна. Цель - повышение надежности работы в прочных и мерзлых грунтах. Корпус (К) I выполнен с по- родоразрушающим инструментом 2 и со шне- ковой спиралью на наружной поверхнос.ти. В К I установлены с возможностью поворота валы. На нижних концах валов закреплены цодрезающие рычаги (Р) 6с резцами. С К 1 соединены с возможностью поворота Р 11, прикрепленные к верхним концам валов. К свободным конца.м Р 11 прикреплены пальцы 12, размещенные в криволинейных прорез ях 13 пластины (П) 9. С последней скреплена штанга 8. При этом R ri-f-r2, где R - радиус прорезей 13; Г| -- максимальное расстояние между продольной осью К 1 и осью пальца 12; Гг - минимальное расстояние между продольной осью К I и осью пальца 12. Центр кривизны прорезей 13 расположен на пересечении окружности с радиусом п и прямой, проходящей через ось К i и ось пальца 12, при его расположении на расстоянии го от оси К I. При вращении штанги 8 по часовой стрелке вращающий момент на инструмент 2 передается через П 9, пальцы 12, Р И, валы, Р 6 и К 1. Разрушаемый грунт транспортируется вверх шнековой спиралью. При достижении расчетной глубины штангу 8 вращают против часовой стрелки и П 9 поворачивается влево. Пальцы 12 перемещаются в прорезях 13 до упора, и Р 11 с валами поворачиваются, передавая момент на Р 6, который подрезает керн. 7 ил. с « сл

Л

S f

/

97«г.4Фиг.1

.

(Риг.

/4

Vuz.S

VU2.6

0

IS

15

N