Породоразрушающий инструмент Советский патент 1983 года по МПК E21B10/00 

(54) ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

1

Изобретение относится к инструменту для разрушения горных пород с твердыми включения.ми, и может быть использовано при бурении скважин и при проходке горных выработок.

Известен породоразрушающий инструмент для вращательного бурения скважин, в котором каждый резец подпружинен и имеет возможность перемецдения относительно корпуса, что снижает ударные нагрузки на резец при бурении пород с твердыми включениями 1.

Однако при значительных динамических нагрузках, возникающих при бурении скважины, пружины резцов данного инструмента быстро разрушаются, что приводит к резкому снижению эффективности бурения. Кроме того, выполнение крепления резцов с демпфирующим приспособлением автономно и независимо друг от друга не способствует перераспределению нагрузки между резцами в зависимости от условий их работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является породоразрушающий инстру.мент, содержащий лопасти, снабженные рез2

цами, каждый из которы.х связан с поршнем, установленным с возможностью осевого перемещения в гидроцилиндре, сообщающемся с другими гидроцилиндрами с помощью продольного и радиальных каналов, заполненных рабочей жидкостью. Такое выполнение инструмента обеспечивает перераспределение нагрузки между резцами в зависимости от условий их работы при проходке пород с твердыми включениями, что, наряду со снижением ударных нагрузок

10 на резцы, работающие в тяжелых ус.ювмях, повышает эффективность работы породоразрушающего инструмента в целом 2.

Недостатком данной конструкции породоразрушающего инструмента является то, что при встрече в процессе разрушения

15 горных пород твердого включения одновременно несколькими резцами перераспределение нагрузки между ними малоэффективно, из-за чего повышаются ударные нагрузки на резцы, что приводит к их поломке.

20

Цель изобретения - обеспечение возможности снижения ударных нагрузок на резцы.

Поставленная цель достигается тем, что породоразру1паюший инструмент, содержащий лопасти, снабженные резцами каждый из которых связан с поршнем, установленным с возможностью осевого перемещения в гидроцилиндре, сообщающемся с другими гидроцилиндрами с помощью продольного и радиальных каналов, снабжен дополнительным подпружиненным поршнем, размещенным в продольном канале. На фиг. 1 изображена лопасть породоразрушающего инструмента, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Лопасть 1 породоразрушающего инструмента снабжена резцами 2, каждый из которых установлен в державке-поршне 3, размещенном в гидроцилиндре 4 с возможностью осевого перемещения, которое определается размерами паза 5. выполненного на боковой поверхности державки-порщня и взаимодействующего с винтом 6, установленного в лопасти 1. Гидроцилиндры 4 связаны между собой с помощью продольного 7 и радиальных 8 каналов, заполненных рабочей жидкостью. В продольном канале 7 установлен порщень 9 и заглушка 10, между которыми размещена пружина 11. В процессе работы породоразрущающего инструмента резцы 2 разрущают горную породу, при этом, в случае попадания под тот или/ иной резец твердого включения резец вместе с державкой-поршнем 3 утапливается в гидроцилиндре 4 на глубину в пределах длины паза 5, в котором расположен хвостовик винта б, предохраняя державкупоршень и, соответственно, резец от проворачивания вокруг своей оси и выпадания из гидроцилиндра 4. Рабочая жидкость, вытесненная из гидроцилиндра державкой-поршнем, по радиальному каналу 8 и продольному каналу 7 вытесняется в другие гидроцилиндры с менее нагруженными резцами, за счет чего происходит перераспределение нагрузки между резцами в зависимости от условий их работы и снижение ударных нагрузок на резец, работающий в тяжелых условиях. В случае возникновения значительной нагрузки на нескольких резцах или всех резцах одновременно она, действуя на дополнительный поршень 9, перемешает его в продольном канале 7, сжимая пружину 11. После преодоления ударной нагрузки со стороны твердого включения пружина 11 возвращает поршень 9 и резцы 2 с державками 3 в исходное положение. Повторение этого процесса при вращении породоразрущающего инструмента приводит к разрушению твердых включений. Включение в гидросистему породоразрущающего ипстру.мента дополнительного подпружиненного поршня, установленного в ее продольном канале, снижает ударные нагрузки на резцы при взаимодействии нескольких из них или всех одновременно с твердыми включениями и резко снижает юз.можность их поломки. Формула изобретения Породоразрушающий инструмент, содержащий лопасти, снабженные резцами, каждый из которых связан с поршнем, установленным с возможностью осевого перемещения в гидроцилиндре, сообщающемся с другими гидроцилиндрами с помощью продольного и радиальных каналов, заполненнь х рабочей жидкостью, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности снижения ударных нагрузок на резцы, инструмент снабжен дополнительным подпружиненным поршнем, размещенным в продольном канале. Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе 1.Патент СССР № 354126, кл. Е 21 В 10/46, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 434168, кл. Е 21 В 10/00, 1973.