Буровой снаряд Советский патент 1982 года по МПК E21B25/00 

(5) БУРОВОЙ СНАРЯД

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам, бурения с отбором керна.

Известны буровые снаряды, содержа-щие корпус, коронку и размещенную в корпусе подпружиненною керноприемную трубу со штампом. При бурении таким снарядом обеспечивается надежная защита керна слабых пород от механического и гидравлического разрушения lj,

Однако такое техническое решение становится.неэффективным в породах, где обуривание керна штампом невозможно.

Надежное извлечение керна в таких условиях обеспечивает буровой снаряд с принудительно перемещаемыми в зависимости от свойства породы кернообразующими резцами, содержащий корпус, размещенную в корпусе подпружиненную керноприемную трубу со штампом, коронку, закрепленные на осях в коронке выдвижные кернообразующие резцы

с эксцентрично-расположенными режущими кромками и кулачками, взаимодействующими со штампом 2j.

Недостатком этого снаряда является низкая надежность работы из-за малой прочности оси, связывающей кулачки и резцы.

В большинстве пород в момент поворота резцов оси подвергаются действию значительных скручивающих и изгибающих усилий.

Целью изобретения является повышение надежности работы снаряда.

Указанная цель достигается тем, что в буровом снаряде кулачки расположены на кернообразующих резцах перед режущей кромкой, резцы выполнены с опорным хвостовиком, а коронка с выемкой, сопряженной с хвостовиком.

В результате такого технического решения резцы во всех случаях находятся в условиях одноосного сжатия, чем обеспечивается прочность конструкции и возможность надежной работы в породах различной твердости. На фиг. 1 изображен буровой снаряд, общий вид в разрезе; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на.фиг. 3 положение кернообразующего резца и штампа при бурении по мягким породам; на фиг. k - то же, при бурении по твердым породам: на фиг. 5 - вид Б на фиг. 3; на фиг. б - вид В на фиг. 4. Буровой снаряд содержит корпус 1, соединенный в верхней части с переходником 2, а в нижней - с коронкой 3, которая оснащена скважинообразующими k и выдывижными кернообразующи ми 5 резцами. На кернообразующих рез цах выполнены кулачки 6 и хвостовики Резцы 5 приподняты над резцами k и эксцентрично прикреплены к осям 8 со стопорами 9. Кулачки 6 расположены режущей кромкой 10 и со стороны, обращенной к штампу, они имеют скосПОД углом, конгруэнтным углу приострения штампа. Концы хвостовиков 7 закруглены и упираются в сопря женную выемку 11 в коронке 3. Оси 8 установлены в коронке 3 с небольшим радиальным зазором, В исходном положении кернообразующие резцы фиксируются упором кулачков с одной стороны в корпус коронки а с другой - в наружную поверхность штампа. При этом резцы выполнены и заточены так, что их передняя режущая кромка частью располагается в створе резцов , а частью выступает за зону их действия, в сторону штампа. В корпусе бурового снаряда размещены упорный подшипнкк 12, пружина 1 шток , переходник 15, керноприемная труба 16 и приостренный штамп 17 В процессе бурения по полезному ископаемому или мягким породам штамп 17 под действием пружины внедряется в забой с опережением резцов 4 и 5. При этом кернообразующие резцы в раз рушении забоя непосредственно не участвуют, а лишь подчищают разрушен ную породу в кольцевом зазоре между резцами k и наружной поверхностью штампа. При встрече твердых пород внедрение штампа в забой прекращается. Под действием реакции забоя он перемещается вверх, дополнительно сжимая пру жину. Кернообразующие резцы 5 вступа ют в работу по разрушению породы в кольцевом зазоре между штампом и рез цами Ц. При этом резцы поворачиваются, и кулачки 7 прижимаются к наружной, поверхности штампа за счет момента, создаваемого относительно их шарниров равнодействующим усилием реакции разрушаемой ими части забоя При перемещении кулачков по приостренной части штампа резцы 5 получают возможность поворачиваться к центру, перекрывая частично или полностью торец штампа. При выходе в мягкие породы штамп под действием пружины перемещается вниз, а резцы 5, взаимодействуя кулачками с приостренной частью штампа, отталкиваются в исходное положение. В процессе бурения как мягких, так и твердых пород штамп и связанная с ним керноприемная труба не вращаются. Воспринимаемые кернообразующими резцами нагрузки передаются на коронку непосредственно через резцы. При этом их хвостовики при повороте в шарнирах выполняют роль пяты, а сопряженная с ними часть корпуса коронки - подпятника. Функция осей кернообразующих резцов с их стопорами сводится, в основном, .к удержанию резцов в корпусе коронки. Кернообразующие резцы в процессе бурения имеют дополнительную скользящую опору через кулачки о штамп. Нагрузка на резцы при этом распределяется более равномерно, так как радиальные зазоры между резцами и приостренной частью штампа (допуски изготовления, установки или износа резцов) с началом бурения выбираются автономно каждым резцом. Все это способствует повышению устойчивости и надежности работы кернообразующих резцов и бурового снаряда в целом. Эффективность работы предлагаемого бурового снаряда, по сравнению с наиболее распространенными двойными колонковыми трубами конструкции С. Е. Алексеенко заключается в возможности бурения по породам почвы и кровли угольных пластов, в эффективной порезке породных прослоев в них, в снижении интенсивности притупления и повышения ресурса работы штампа, при этом эксплуатациожая надежность повышается на 20-30, Формула изобретения Буровой снаряд, содержащий корпус, размещенную в корпусе, подпружиненную

керноприемную трубу со штампом, коронку, закрепленные на осях в коронке выдвижные кернообразующие резцы с эксцентрично расположенными режущими кромками и кулачками, взаимодействующими со штампом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, кулачки расположены на кернообразующих резцах перед режущей кромкой, резцы выполнены

с опорным хвостовиком, а коронка с выемкой, сопряженной с хвостовиком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Е 21 В 25/00, 1979 (прототип).