Коронка для бурения шпуров Советский патент 1980 года по МПК E21C37/18 

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к буровым устройствам для термомеханического бурения.

Из основного авт. св. № 509715 известна коронка для бурения шпуров, армированная твердым сплавом, в корпусе которой выполнены продольные каналы с размещенными в них изоляционными втулками и составными электродами, установленными подвижно и подпружиненными в осевом направлении. При этом одна из частей составного электрода соединена с токопроводом.

Недостаток такой коронки для бурения шпуров заключается в том, что в процессе бурения при встрече электродами неровностей на забое скважины они подвергаются вибрации, вследствие чего разрушаются элект роды и изоляционные втулки, выполненные из материала, обладающего малой ударной вязкостью, и происходит электрический пробой между электродами и корпусом коронки, а также обрыв токопроводов. Это обуславливает преждевременный выход коронки из строя.

Целью изобретения является повышение надежности работы коронки в условиях вибрации.

Это достигается тем, что каждая изоляционная втулка имеет токопроводящий слой, расположенный на ее внутренней поверхности, и снабжена подвижно установленной и неподвижно закрепленной токопроводящими J шайбами, размещенными между пружиной и торцовой частью изоляционной втулки, контактирующими между собой и токопроводящим слоем изоляционной втулки, при этом жестко закрепленная токопроводящая щайба соединена с токопроводом, а подвижно 10 установленная токопроводящая шайба связана посредством гибкого токопровода с верхней частью составного электрода. Контактная торцовая поверхность верхней части составного электрода, находящаяся в контакте с его нижней частью, выполнена вы15пуклой, а изоляционные втулки выполнены из эластичного материала.

На чертеже изображена коронка для бурения шпуров, продольный разрез.

Коронка для бурения щпуров включает 20 корпус 1, торцовая рабочая поверхность 2 которого армирована твердосплавным породоразрушающим элементом 3.

Корпус 1 коронки имеет продольные каналы 4, в которых размещены изоляционные втулки 5, выполненные из эластичного материала и имеющие у нижнего конца с внутренней стороны расположенные по периметру выступы 6. Внутренние боковые поверхности изоляционных втулок 5 имеют токопроводящий слой 7. В каждой из изоляционных втулок 5 размещены неподвижно закрепленная токопроводящая шайба 8, соединенная с токопроводом 9, подвижно установленная токопроводящая шайба 10, связанная при по.мощи гибкого токопровода 11 с верхней частью 12 составного электрода, имеющего выпуклую торцовую контактную поверхность 13. Между подвижно установленной токопроводящей шайбой 10 и верхней частью 12 составного электрода установлена пружина 14. Под верхней частью 12 составного электрода в каждой изоляционной втулке 5 установлена нижняя часть 15 составного электрода. При этом подвижно установленные токол-роводящие щайбы 10, а также верхние 12 и нижние 15 части составного электрода имеют перемещения вдоль продольных осей изоляционных втулок 5. Во внутренней полости хвостовой части корпуса 1 коронки размещена эластичная изоляционная втулка 16, имеющая внутренний сквозной канал 17, образованный конической поверхностью. В стенке канала 17 закреплены коаксиально расположенные конические контактные кольца 18 и 19, каждое из которых жестко соединено с одним из токопроводов 9. В процессе бурения ударные усилия на породу забоя щцура передаются от бурового механизма через буровую штангу (на черт, не показана), соединенную с корпусом 1 коронки, и через твердосплавный гюродоразрущающий элемент 3, закрепленный в торцовой рабочей поверхности 2 коронки. Через буровую штангу коронке в процессе бурения передается также вращательное движение и электроэнергия от источника электропитания. При этом электроэнергия от одного из контактных колец, расположенных в буровой штанге, передается к контактирующему с ним коническому контактному кольцу 18, закрепленному в стенке сквозного канала 17, выполненного в эластичной изоляционной втулке 16. Затем электроэнергия по токопроводу 9, соединенному с коническим контактным кольцом 18, передается к токопроводящей шайбе 8, жестко закрепленной в эластичной изоляционной втулке 5, размещенной в продольном канале 4 в корпусе I коронки, и по токопроводящему слою 7, расположенному на внутренней боковой поверхности эластичной изоляционной втулки 5. Далее электроэнергия передается к нижней части 15 составного электрода, находящегося в контакте с токопроводящим слоем 7 изоляционной эластичной втулки 5, и - через подвижно установленные токопроводящую шайбу 10 и верхнюю часть 12 составного электрода, связанных между собой гибким токопроводом 11 и разжатых относительно друг друга пружиной 14. Нижняя часть 15 составного электрода удерживается в эластичной изоляционной втулке 5 с помоп ью выполненного на ней выступа 6. Переданная на забой шпура через нижнюю часть 15 составного электрода электроэнергия, проходя по породе, ослабляет ее прочность, поступает к нижней части 15 другого составного электрода, установленного в корпусе 1 коронки, и по описанной выше электроцепи в обратном порядке поступает к коническому контактному кольцу 19, от которого электроэнергия передается на соотвествующее контактное кольцо, закрепленное в буровой штанге, соединенной с коронкой, контактирующее с коническим контактным кольцом 19. При передаче электроэнергии к забою шпура выпуклые торцовые контактные поверхности 13 верхних частей 12 составного электрода обеспечивают в процессе бурения в условиях вибрации сохранность точек приложения усилий пружин 14, распространяющихся вблизи продольной оси составных электродов при контакте их верхних 12 и нижних 15 частей. Выпуклая торцовая контактная поверхность 13 верхней части 12 составного электрода при контакте с его нижней частью 15 обуславливает в точке контакта в процессе передачи электроэнергии повышенные значения переходного сопротивления и плотности тока, вследствие чего происходит разрушение контактных поверхностей. Для предотврашения разрушаюшего влияния повышенных переходного сопротивления и плотности тока верхняя 12 и нижняя 15 части составного электрода контактируют в коронке с токопроводящим слоем 7 изоляционной втулки 5, что обеспечивает уменьшение переходного сопротивления и плотности тока в точке контакта верхней 12 и нижней 15 частей составного электрода между собой. Выполнение изоляционной втулки 5 из эластичного материала обеспечивает в процессе бурения нижним частям 15 составного электрода при встрече их с неровностями на забое шпура возможность отклоняться от первоначальной траектории их движения, за счет чего обеспечивается уменьшение на них влияния ударных воздействий со стороны забоя. Конструкция предлагаемой коронки для бурения шпуров обеспечивает повышение надежности ее работы в условиях вибрации по сравнению с известной. Формула изобретения 1. Коронка для бурения шпуров по авт. св. jNb 509715, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы корон