Разъемное соединение буровойшТАНги C КОРОНКОй Советский патент 1981 года по МПК E21B17/04 

Изобретение относится к горному делу, в частности к соединениям буровых штанг. Известны разъемные соединения буровой штанги с коронкой, образованные присоединительной частью штанги и корпусом коронки 1J, Недостатки таких соединений заключаются в потере энергии удара в соединениях, трудоемкости разборки, изменении сечения штанги в . присоединительной части, что в соче тании со значительными напряжениями возникающими в процессе бурения, приводит К поломкам как концов штан так и корпусов коронок. Наиболее близким по технический сущности к предлагаемому является разъемное -соединение штанги с буров коронкой, образованное профильной частью штанги в виде цилиндрического наконечника, переходящего в эксцентричный ему 1дилиндрический учас ток, и корпусом коронки с углублени соответствующей формы, причем наконечник своим торцом контактирует с торцом корпуса коронки. Такое сочетание конструктивных элементов соединения способствует повьш1ению КПД удара и в какой-то степени облегчает разборку соедине1шя 2. Однако наличие участка с эксцентриситетом в соударяющихся деталях (в данном случае коронки и штанги) приводит к образованию поперечных волн, причем амплитуда изгибающих напряжений достигает при этом 70% величины амплнтуды продольных волн, поэтому при наложении продольных и поперечных волн амплитуда напряжений в соединении имеет значительную величину, что приводит к преждевременному разрушению как штанг, так и коронок. Цель изобретения - повышение долговечности буровых штанг и коронки за счет уменьшения напряжений в элемр-нтах соединения.

Указанная цель достигается тем, что верхняя часть корпуса коронки от торца выполнена со сквозными прорезями, причем части корпуса между прорезями наклонены к оси коронки

На фиг.1 и 2 показаны элементы соединения в разобранном состоянии; на фиг.З - вид А на фиг.1; на фиг.4соединение в сборе; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.4.

Разъемное соединение буровой штанги с коронкой образовано профильной частью 1 штанги, имеющей рабочий тор 2, и корпусом 3 коронки с ответным профилю -штанги гнездом 4. Корпус 3 имеет верхнюю часть 5, которая ограничена по длине присоединительным торцом 6 и рабочим торцом 7 Коронки. Верхняя - часть 5 может быть выполнена совместно с корпусом 3 коронки (как показано на чертежах) или крепится к нему любым известным способов.

8верхней части 5 на определенной длине предусмотрены сквозные прорези 8, между которыми расположены

части 9 верхней части 5 корпуса 3. Части 9 корпуса между-прорезями 8 наклонены к оси коронки. Остальная часть 5 корпуса прорезей не имеет. В разобранном состоянии части

9тела части 5 корпуса вогнуты к оси вращения коронки и занимают положение, показанное на фиг.1. При

этом ширина сквозных прорезей 8 вблизи торца 6 коронки имеет минимальную величину (фиг.2). В процессе- бурения (фиг.З) присоеди- . нительная часть 1 штанги входит во внутреннюю полость части 5 корпуса 3 до соприкосновения рабочих торцов 2 и 7. Между частями 9 корпуса 3 выполненными в виде упругих элементо и гранями штанги образуется фрикционная связь-натяг, который препятствует смещению коронки, относительно штанги. Ширина сквозных прорезей 8 при этом достигает максимальной величины (фиг.4). Рабочие нагрузки(удары и осевое усилие прижатия)на забой скважины передаются через рабочие торцы 2 и 7 штанги и коронки, при этом исключается возникновение изгибающих напряжений, поскольку соударяющиеся детали соединения штанга и коронка расположены по оси вращения соединения.Крутящий момент передается посредством зацепления между гранями профильной части 1 штанги и профильным гнездом 4 корпуса 3 (фиг.5), при этом напряжение в элементах соединения имеет незначительную величину, поскольку штанга и корпус коронки в содинении не имеют переходных участков т.е. по всей длине выполнены одним сечением. Прорези 8 корпуса коронки рабочие нагрузки (удар, осевое усилие прижатия ) и крутящий момент практически не воспринимают. Часть 9 корпуса 3 работает только во время извлечения штанги с коронкой из забоя.

Дпя разборки соединения необходим к присоединительному торцу 6 коронки приложить нагрузку (желательно ударную) в направлении стрелки А. (фиг.1 В свободной от фрикционной связи коронке части 9 корпуса 3 под действием сил упругости опять смещаются к оси вращения коронки и занимают исходное положение.

Технико-экономическая эффективноть заключается в увеличении долговечности коронок и штанг. Кроме того, упрощается технология изготовления буровых штанг.

Формула изобретения

Разъёмное соединение буровой штанги -С коронкой, образованное профильной частью штанги и корпусом коронки с ответным профилю штанги гнездом, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения долговечности буровых штанг и коронку за счет уменьшения напряжений в элементах соединения, верхняя часть корпуса коронки от торца выполнена со сквозными прорезями, причем части корпуса между прорезями наклонены к оси коронки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Советов Г. А. Современные буровые машины и инструмент дня бурения шпуров и скважин в подземных условиях за рубежом. М.; ЦНИЭуголь, 1970,

с.11.

2.Авторское свидетельство СССР № 364736, кл. Е 21 С 15/00, 1971 (прототип).