Стенд для исследования шарошечногоиНСТРуМЕНТА Советский патент 1981 года по МПК E21B10/08 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для исследования процесса взаимодействия с породой забоя скважины элементов вооружения шарошечного инструмента, применяемого для разрушения горных пород. Известно устройство, вьтолненное в виде тензометрического шарошечного инструмента, состоящего из корпуса, оси и элементов вооружения. Для измерения реакции породы забоя скважины при вдавливании злементов воору жения инструмент снабжен чувствитель ным элементом, вьшолненным в виде стержня, проходящего через корпус инструмента р , Недостатки этого устройства связа ны с трудоемкостью подготовки образцов горных пород, необходимостью мно гократного дублирования каждого опыта для достижения высокой точности, невозможностью изучения переходных процессов при перекатывании шарошечного инструмента по забою скважины, ч том числе ударных, и определения напряжений в области забоя, подвер- женкой силовому воздействию. , . Известно также гидротелескрпичес- кое устройство для определения осевых нагрузок и крутящего момента шарошечного инструмента, выполненное в виде соединенных между собой оснований ступенчатого корпуса, выполненного с радиальными отверстиями и снабженного тензодатчиками для регистрации осевых напрузок, а также присоединенного, к корпусу цилиндра, в котором расположены концентрические плунжеры по числу венцов шарошки на эти плунжеры наставками, изготовленными из материала, имитирующего горную породу, и соединенными с плунжерами при помощи шпонок, причем плунжеры дополнительно соединены с цилиндром посредством гибких пластин с тензодатчиками для определения крутящего момента 2. НеДоста,1чсом. данного yCrpoif cTBa HBjrWFeTGH:., « Ггчэлоко д эч способле для измерения нагрузок, передаваемы забою непосредственно каждым.элемен том вооружения шарошки. .и оед1« Ьения - ,onpieделение н грузки, передаваемой каждым элементом вооружения шарошечного инструме та на ее стаач еской и дина мической составляющих при различных режимных и конструктивных параметра процесса воздействия на забой. Указанная цель достигается тем, что стенд снабжен платформой с призм ми, рама снабжена направляющими, в которых установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещен платформа, а -нагрузочш © элементы в полнены в виде тензометрических бал чек, установленных на призмах платфо.. )Сто%1ии, равном шагу расстанбвки элементов вооружения шарошечного инструмента. .На фиг. 1 изображена общая схема стенда} на фиг. 2 - ТО же, вид сбоку. Стенд имеет общую, я всех механизмов раму 1, к которой крепится привод 2 и направляющие 3, позволяющие осуществлять возвратно-поступательное движение измерительной платформы 4, на призмах 5 которой установлен кабор упругих металлических балочек 6 с тензодатчиками 7. Вьшоды от тензодатчиков через коммутационную панель соединены с регистрирующим прибором (например. Осциллографом). Исследуемый шарошечный инструмент 8 крепится в вилке 9 гидроцилиндра 10 подачи, закрепленно го на общей раме. Стенд оборудован также комплексом пусковой и кйнтрольног-измерательной аппаратуры, позволяющей регулироват , и контролировать основные параметры процесса. Устройство даботает,следующим образом. Исследуемый шарошечный инструмент 8, закрепленный на штоке гидроцилиндра 10 подачи, прижимается с определенном усилием к балочкам При включении механизма 2 перемеще ния гидроцилиндра) инструмент 8, пepeкaтьшg яcь, воздействует на тен зометрические балочки 6, расстояни между которыми выбирается таким образом, чтобы в процессе перекаты вания на каждую из них воздейство9вал лишь один элемент вооружения шарошечного инструмента. При нагружении тензометрическая балочка 6 упруго прогибается, что воспринимается наклонным на нее тензометрическим датчиком 7. Сигнал от тензодатчика поступает на тензометрическую станцию и через коммутирующую панель на регистрирующий прибор. Использование стенда в исследованиях позволяет решать научные и практические задачи, в частности, варьируя величиной скорости перемещения платформы с измерительными элементами и величиной усилия прижатия шарошечного инструмента к забою, иссле- довать влияние режимнбпс параметров процесса на величину усилия, передаваемого элементом вооружения инструмента на забой; используя инструмент одного диаметра, но с разным шагом установки элементов вооружения и одного шага, но разного диаметра изучать влияние основных конструктивных параметров на силовые параметры процесса взаимодействия элемента вооружения с забоем; используя тарировочные осциллограммы, полученные пристатическом прижатии элемента вооружения к тензометрической балочке, исследовать влияние основных конструктивных и режимных параметров на величину динамической.составляющей осевого усилия. Формула изобретения Стенд для исследования шарошечного инструмента, содержащий раму, привод, механизм осевого погружения и измерительный узел, включающий нагрузочные элементы связанные с тензодатчиками, отличающийся тем, что, с целью опрегэ деления нагрузки, передаваемой каждым элементом вооружения шарошечного инструмента на забой и ее статической и динамической составляющих при различньпс режим 1ых и конструктивных параметрах процесса воздействия на забой, стенд снабжен . платформой с призмами, рама снабжена направляющими, в которых установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения платформа, а нагрузочные элементы выполнены