Устройство для соединения буровой штанги с перфоратором Советский патент 1982 года по МПК E21B17/03 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ БУРОВОЙ ШТАНГИ С ПЕРФОРАТОРОМ

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к соединениям буровых штанг с перфоратором.

Известно устройство для соединения буровой штанги с перфоратором, включаюш,ее хвостовик, распорные элементы, размешенные в окнах хвостовика, и обойму с внутренней конусной поверхностью 1.

Однако это устройство имеет недостаточную надежность работы за счет быстрого износа поверхности штанги распорными элементами.

Наиболее близким.по технической сушности к предлагаемому является устройство для соединения буровой штанги с перфоратором, включа;ош,ее корпус перфоратора, поворотный механизм, шпиндель, связанный с бойком резьбовым соединением, распорные элементы, размеш,енные в окнах шпинделя, и обойму с внутренней конусной поверхностью, установленную концентрично относительно шпинделя с возможностью вращения и перемеш,ения в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя 2.

Недостатком известного устройства является то, что действуюш.ие (в процессе бурения) на хвостовик ударные нагрузки восПринимаются не только бойком, который функционально предназначен для этой цели, но и жестко (с помощью резьбы) соединенным с ним шпинделем. В процессе бурения происходят удары распорных элементов о стенки шпинделя, в которых они размещены, что приводит к обоюдной деформации и преждевременному выходу из строя как шпинделя, так и распорных элементов.

Цель изобретения - увеличение долговечности устройства за счет снижения нагрузок на шпиндель и распорные элементы.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено поворотной буксой, установленной на внутренней поверхности корпуса с возможностью вращения и осевого перемещения, причем один конец поворотной буксы кинематически связан с поворотным механизмом, а другой - жестко связан со шпинделем.

На фиг. 1 изображено устройство для соединения буровой штанги с перфоратором

20 в процессе бурения; на фиг. 2 - то же, в момент извлечения буровой штанги из скважины; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Устройство для соединения буровой штанги с перфоратором состоит из шпинделя 1, бойка 2, распорных элементов 3 и обоймы 4, установленной концентрично относительно шпинделя с возможностью вращения и осевого перемещения в плоскости, перпендикулярной оси щпинделя. В щпинделе 1 выполнено осевое профилированное отверстие (в данном случае щестигранного сечения) для буровой щтанги 5 и радиальные отверстия для распорных элементов 3. Распорные элементы 3 выполнены в виде цилиндрических стержней с утолщенной сферической головкой, свободно установлены в окнах щпинделя 1 и оперты на упругие элементы 6 (в данном случае резиновые кольца). Распорные элементы установлены относительно щтанги 5 с зазором 7. Посредством резьбы щпиндель 2 соединен с поворотной буксой 8, которая кинематически связана с поворотным механизмом перфоратора и имеет свободный ход 9 и возможность вращения относительно корпуса Ю перфоратора. В поворотной буксе 8 свободно размещен боек 2, ударный торец которого выходит в переднюю камеру 11 перфоратора до. контакта с порщнем 12. В крыщке 13, закрывающей переднюю часть корпуса 10 перфоратора, свободно с диаметральным зазором 14 установлена обойма 4 с внутренней конусной поверхностью. Работает устройство следующим образом. В процессе бурения (фиг. 1) под действием усилия подающего устройства корпус 10 перфоратора стремится продвинуться вперед (по стрелке А). Под действием этого же усилия боек 2, поворотная букса 8 и соединенный с ней посредством резьбы щпиндель 1 с распорными элементами 3 отходят назад (по стрелке Б) так, что зазор 9 (свободный ход) между поворотной буксой 8 и корпусом 10 перфоратора становится максимальным. При этом между рабочими поверхностями распорных элементов 3 и поверхностью штанги 5 предусмотрен зазор 7, исключающий контакт указанных поверхностей в процессе бурения. Торец бойка 2, выходящий в переднюю камеру 11 перфоратора, воспринимает удары порщня 12 и передает их буровой щтанге 5. Шпиндель 1, распорный элементы 3 и поворотная букса 8 ударов не воспринимают, так как боек 2 размеще.н в поворотной буксе свободно и имеет по отнощению к ней свободный ход. Крутящий момент передается буровой щтанге 5 от поворотного механизма перфоратора через поворотную буксу 8 и щпиндель 1. По окончании бурения (фиг. 2) под действием усилия подающего устройства paботающий перфоратор отходит назад (по стрелке В). В это время поворотная букса 8, боек 2, щпиндель 1 и распорные элементы 3 под действием сжатого воздуха в передней камере 11 перфоратора выдвигаются вперед (по стрелке Г) так, что зазор 9между поворотной буксой 8 и корпусом 10перфоратора становится минимальным. При этом сферические головки распорных элементов 3 входят в контакт с внутренней конусной поверхностью обоймы 4, упругие элементы 6 сжимаются и буровая штанга 5 заклинивается (фиг. 3), причем возможный эксцентриситет распорных элементов относительно щпинделя 1 выбирается зазором 14. При возобновлении бурения (фиг. 1) под действием усилия подающего устройства корпус 10 подвигается вперед (по стрелке А), поворотная букса 8 и шпиндель 4 1 с распорными элементами 3 выходят из зацепления с обоймой 4 и возвращаются в исходное положение. Технико-экономический эффект заключается в увеличении долговечности устройства за счет увеличения срока службы основных деталей устройства для соединения буровой щтанги с перфоратором щпинделя и распорных элементов. Формула изобретения Устройство для соединения буровой щтанги с перфоратором, включающее корпус перфоратора, поворотный механизм, шпиндель, боек, распорные элементы, размещенные в окнах щпинделя, и обойму с внутренней конусной поверхностью, установенную концентрично относительно щпинделя с возможностью вращения и перемещения в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, отличающееся тем, что, с целью увеличения долговечности устройства за счет снижения нагрузок на шпиндель и распорные элементы, оно снабжено поворотной буксой, установленной на внутренней поверхности корпуса с возможностью вращения и осевого перемещения, причем один конец поворотной буксы кинематически связан с поворотным механизмом, а другой - жестко связан со шпинделем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 615208, кл. Е 21 С 3/34, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2680027/22-03, кл. Е 21 С 3/34, 28.04.79 (прототип).