Устройство для исследования шарошечного долота Советский патент 1981 года по МПК E21B9/08 

1

Изобретение относится к испытательным машинам и стендам и может быть использовано для определения распределения осевой нагрузки по зубьям, венцам и секциям шарошечного долота.

Известно устройство для определения усилий, действующих на зубья шарошечного долота в процессе бурения, состоящее из долота и тензодатчиков, наклеенных на боковые грани зубьев l

Однако зубья имеют малые габариты а шарошки с наклеенными на них тензодатчиками вращаются. Кроме того, длительность испытаний ограничена скручиваемостью жгута проводов, соединяющих датчики с регистрирующей аппаратурой , и разрушением тензодатчиков при внедрении зуба в породу.

Известно также устройство для исследования шарошечного долота, содержащее корпус, концентрические плунжеры, каждый из которых взаимодействует с упругим тензометрическим элементом, установленным в корпусе 2.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно пригодно для испытания долот только малого

диаметра, так как с увеличением размера долота необходимо увеличивать диаметры плунжеров и нагрузку на них. При этом надежность и точность измерений значительно снижается.

Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения распределения осевой нагрузки по венцам шарошек.

0

Поставленная цель достигается тем, что каждый упругий элемент закреплен в корпусе на двух опорах, между которыми находится точка приложения усилия, передаваемого от

5 плунжера упругому элементу.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез по оси; на фиг. i - то же, вид сверху} на фиг. 3 - разрез А-А на.фиг. 2.

0

Устройство содержит корпус 1, в котором свободно установлены на опорах 2 упругие элементы в виде тензометрических балок 3 прямоугольного сечения. Корпус 1 укреплен на осно5вании 4. На каждую балку с наклеенными тензодатчиками 5 через призмы 6 опираются концентрические плунжеры 7-9 с вертикальными пазами 10 для размещения вышестоящих балок. Коли0чество балок и плунжеров определяется количеством венцов шарошек испытуемого долота 11. На плунжерах 7-9 в специальных стаканах 12-14 крепятся сменные кольцевые вставки 15-17 изготовленные из материала, имитирунзцего горную породу, и составляющие забой. Для предотвращения проворота забоя с плунжерами лужит ось 18, закрепленная в корпусе 1. В кольцевы вставках 15-17 может быть выполнен паз в виде сектора 19 с целью измерения распределения осевой нагруэки по секциям.

Устройство работает следующим образом.

Долот.о 11 венцами своих шарошек воздействует на кольцевые вставки 15-17. При вращении долота усилие от каждого венца шарошек воспринимается определенной вставкой и через плунжеры 7-9 передается на тензометрические балки 3. Балки под воздействием усилия деформируются, и деформация преобразуется тензометрическими датчиками 5 в электрический сигнал, регистрируемый осциллографом. Величина деформации балки зависит от величины действующего усилия и жесткости балки, а так как жесткость балки практически не меняется, то величина ее деформации и, следовательно, сигнала тензодаачика зависит только от величины действующего усилия.

Благодаря использованию в качестве упругих элементов двухопорных балок прямоугольного сечения повьшаается Нсщежность и точность измерений, а также снижается трудоемкость подготовки и проведения исследований.

Формула изобретения

Устройство для исследования шарошечного долота, содержащее корпус, концентрические плунжеры, каждый из которых взаимодействует с упругим тензометрическим элементом, установленным в корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения распределения осевой нагрузки по венцам шарошек, каждый упругий элемент закреплен в корпусе на двух опорах, между которыми находится точка приложения усилия, передаваемого от плунжера упругому элементу.

Источники информации, 25 принятые во внимание при экспертизе

1.Симонов в.В. и др. Работа шарошечных долот и их совершенствование. М., Недра, 1975, с. 82.

2.Авторское свидетельство СССР № 271452, кл. Е 21 В 9/08, 05.03.68

(прототип).

// 16

s

-18

fPui./

,г