Устройство для бурения Советский патент 1982 года по МПК E21B4/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ

1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для проходки скважин и других горных выработок ударно-вращательным способом.

Известно устройство, содержащее подпружиненную ударную массу, расположен- 5 ную на валу турбобура и соединенную с его корпусом при помощи специального замка. Крутящий момент для подъема ударника и удары передаются через зубцы 1.

Однако такое выполнение устройства ело- JQ жно в эксплуатации, а стойкость отдельных узлов (зубцов и пружины) низкая.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для бурения, содержащее корпус, турбины, вал-ударник которых име- 5 ет в нижней части зубцы для.взаимодействия с ответными зубцами, жестко связанными с корпусом, и возможность взаимодействия со щпинделем долота 2.

Недостатком этого устройства является 20 наличие двух приводов, один из которых приводит в действие долото, а другой - ударную массу.

Мелью изобре1ения является повышение эфсЬсктивности раиоты устройства за счет использования вращения турбины на вращение долота.

Указанная цель достигается тем, что щпиндель долота установлен в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения и связан с валом - ударником турбины с возможностью передачи крутящего момента и осевого перемещения. Кроме того, зубцы выполнены прямоугольными со скосами.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства для бурения; на фиг. 2 - сечение .А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - зубцы в рабочем положении; на фиг. 4 - зубцы в нерабочем положении.

Устройство включает в себя корпус 1, внутри которого размещены турбины 2 турбобура, вал-ударник 3 с диском 4, на нижней поверхности которого имеются зубцы, взаимодействующие с ответными зубцами перегородки 5, жестко связанной с корпусом. Диск 4 на наружной поверхности снабжен уплотнительными элементами. Внизу вал-ударник 3 имеет кольцевой выступ 6, взаимодействующий с торцовой поверхностью щпинделя 7, долота 8 и шаровой-замок 9 для передачи крутящего момента щпинделю 7 до/i{iT;j 8 И с;и;КС -;.чя сил трепия при осевых перемещениях вала-ударника 3 отпоеительяо шпинделя 7.

Нижний торен вала ударинка и наружная поверхность шпинделя снабжены уи.1отпительнымн элементами И) и 11.

Шпиндель 7 до.тотс 8 уетановле : в корпусе е н(.остыо orpaiui4ei;noro осевого неремешеиия. Для иередачи оеев(й на1рузкн и снижения сил трения прн вращепии долота 8 пг Ш1жнел1 конце корпуса расположен

Зубпы ва.ла и перегородки выпо.чнены по высоте с таким расчетом, чтобы при перемещении 1,ала-ударпика вниз при промь нже забои зубцы были в зацеплении, т.е. сила TpaiHiH тр между пими была больше усилия R, создаваемого турбипа.ми трубобуоа {Nyn R).

Зубчатая 1ювер.хность ско;Н)Жения и ударная поверхность кольцевого выступа расио.южены на одном врапицощемся валу турбобура па )азных раеетояиия.х. Каж.аая из названш.х ювер.хностей выиолняет евоп (пункции (зубчатая перемешает ва,:|. а кольцевой в ;1етун нередает удары).

При номоши кольцевого выступа pei-улируетея высота зубчатого зацепления вала и исрегородки. Тем ca.MiiiM уменьшается или уве.личивается сила трения в зубн.ах. При рабочем положении R .

Уи,ютнительшз1е э., ра(Ч1().;1оженные на ц ни ;деле в нижне.м KOFHIC ва.та, образуют маслоза1К),1непную ка.меру, в которой работают трущиеся детали, что п;;иводит к снижению их износа. Нижнее ун.ютнеиие 1 вы пол пенс гофрированным для изменения объема камеры при пepe jeп eliии ваРабота устройства оеуплсств.тяется сле;;уюи1.им образог 1.

При про.мывке забоя шпинде.ть совместно ;: валом 3 иереме1Г1аются ВШ13, зубцы н,1отно соприкасаются своими нщзер.хцостямк (зубцы зацепляются), создавая уси,1ия, иревыилаюшпе турби, т.е. .гр R. Вал турбобура не врашаетея (фиг. 4).

При создании осевой нагрузки на долото н.шипдсль 7 с вало.м 3 перемещаются вверх, зубцы вала поднимаются (фиг. 3) ,4 запи.мают рабочее по,южение. В этом с.лучае () начи;1ается враахе1 ие вала 3 и взаимодействие зубцов, создающих вертикальные неремеитения вала. Кольцевой выступ 6, являющийся ограничитесЛем. наносит удары ио шниндс тю 7 прп вьходе зубнов из зацепления. Сила да)ов зависит от Maeciii вала и гидравлической иаг)узки на няту турбобура. .

Частота ударов характеризуется скоростью вращения вала и количеством зубцов.

Для работы устройства )аетея турбобур с больши.м лю(|)том турбин.

Пред.лагаемое устройство для б реиия п( BbiHiaeT показатели )аботы долот за счет доио;1нител1гных ударов по до,т(ггу и повышения крутянлего .моменга.

Формула изобретения

Петочники Hiufjop.Maiuni, и)инятые во внимание 1ри экспертизе

2.Патент США Ле 2942851. кл. , онублпк. 1960 (нротот.ин).