RU2004761C1 - Бурильный инструмент дл вращательного бурени скважин - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к буровой технике , а именно к бурильному инструменту, и предназначено дл  вращательного бурени  скважин в грунтах I-IV категории в веч- номерзлых и с сезонным промерзанием 5 грунтах. Изобретение может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве .

Известны шнековый бур и бур, выпускаемый Алапаевским заводом Стройдор- 10 маш, содержащие двухзаходный лопастной корпус с забурником и установленными в нижней части лопастей режущими элементами (резцами), расположенными по шахматной схеме в одной плоскости вра- 15 щени  (авт, св.; инструкци  по эксплуатации машины АН-БКГМ-63, 1957).

Недостаток этих буров заключаетс  в том, что они имеют большой расход мощно-с- сти и удельный расход твердого сплава, что 20 в целом снижает эффективность бурильных работ.

Известны также спиральное сверло, шнековый бур со съемной опорной конструкцией дл  режущих зубьев, шнековый бур 25 дл  бурени  скважин в горных породах, содержащие двухзаходный лопастной корпус с забурником и с установленными в нижней части лопастей режущими элементами (резцами ), расположенными по шахматно-сту- 30 пенчатой схеме,

Недостаток этих буров заключаетс  в том, что у них:

-крайне неблагопри тные услови  работы забурника;35

-значительные усили  на первом (внутреннем ) резце, что приводит к преждевременному выходу его из стро ;

-нерациональное использование мощности привода;40

-повышенный расход резцов и твердого спЛава.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  буровой инструмент , разработанный Красно рским 45 филиалом ВНИИстройдормаш. на основе двухзаходного лопастного корпуса с заслонками , забурником и с установленными в нижней части лопастей резцедержател ми , в которых закреплены резцы, причем: 50

-резцы в зависимости от радиуса вращени  установлены под разными углами в

плоскости вращени  и расположены по шахматно-ступенчатой схеме с определенным шагом расстановки и углом конусности; 55

-режущие кромки всех резцов, за исключением периферийных, расположены горизонтально и направлены преимущественно по радиальным лини м, чтобы исклю- ч и т ь косое резание и обеспечить

вписываемость резцов в разрабатываемый след;

-режущие кромки периферийных резцов установлены на одном уровне от горизонтальной плоскости, а оси этих резцов отклонены от центра бура на угол;

-центральный резец установлен за транспортирующей лопастью забурника и перекрывает ее по вертикали.

Однако этот бурильный инструмент обладает р дом недостатков:

крайне неблагопри тные услови  работы забурника;

-все резцы работают в разных услови х . На периферийных резцах возникают большие ударные нагрузки, а к внутренним резцам прилагаютс  наибольшие усили , что приводит к интенсивному износу внутренних и периферийных резцов. При этом имеетс  резец, который работает в оптимальных услови х (по скорости резани  и усилию) и изнашиваетс  меньше всех остальных;

-нерациональное использование мощности привода.

Целью изобретени   вл етс  улучшение внедрени  бура в грунт и повышение эксплуатационных свойств бурильного инструмента .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в бурильном инструменте дл  вращательного бурени , содержащем двухзаходный лопастной корпус с заслонками, забурником и с установленными в нижней части лопастей резцедержател ми, в которых установлены резцы по шахматно-ступенчатой схеме с двойным углом конусности и под разными углами в плоскости вращени , согласно изобретению , верхний край линии резани  забурника расположен выше линий резани  резцов, причем режуща  кромка резца, име- ющего оптимальный режим работы, характерный дл  данного твердого сплава, расположена ниже остальных, обеспечива  тем самым более равномерную загрузку всех резцов, и режущие кромки всех резцов расположены по радиальным лини м и смещены по окружности в направлении вращени  относительно радиальной линии периферийного резца.

Указанные отличительные признаки позвол ют повысить производительность, улучшить услови  работы забурника, снизить энергоемкость бурени  и износ резцов.

За вителю не известно использование отличительных признаков от прототипа предлагаемого бурильного инструмента.

На основании этого можно сделать вывод о соответствии за вл емого решени  критерию существенные отлична Отличительные от прототипа признаки позвол ют улучшить внедрение бура в грунт и повысить эксплуатационные свойства бурильного инструмента, за счет улучшени  условий работы забурника и более равномерного распределени  нагрузок на резцы.

На фиг.1 представлен бурильный инструмент дл  вращательного бурени ; фиг.2 - развернута  схема расположени  резцов; фиг.З - схема резани  грунта.

Бурильный инструмент состоит из двух- заходного лопастного корпуса 1, в нижней части лопастей которого установлены резцедержатели 2,а в его гнездах закреплены резцы 3,4, 5, 6 таким образом, что режущие кромки резцов 3.4,5 расположены по радиальным лини м 9 и смещены по окружности в направлении вращени  относительно радиальной линии 10 периферийных резцов 6, верхний край линии резани  11 сменного забурника 7 расположен выше линии резани  резцов 3, 4. 5, 6, расположенных по шахматно-ступенчатой схеме и под разными углами в плоскости вращени , причем режуща  кромка резца 4 расположена ниже режущей кромки резцов 3, 5, 6. Дл  устранени  просыпани  грунта на буре имеютс  заслонки 8.

Бурильный инструмент работает следующим образом.

При воздействии на бурильный инструмент крут щего момента и осевой нагрузки

забурник 7 внедр етс  в грунт и удерживает инструмент от радиального смещени . Затем в грунт врезаетс  резец 4, который находитс  на нижнем уровне и подготавливает

более легкие услови  дл  работы оставшимс  резцам. Резцы 3, 5,6 работают в услови х полусвободного резани  и при резании скалывают грунт 12. После того клк резцы разрушат грунт в зоне их действи  забурник 7

верхней частью линии резани  11 скалывает образовавшийс  гребень 13. Разрушенный грунт, подпираемый вновь разрушаемым, поднимаетс  на лопасти корпуса 1 и ими транспортируетс  в пространство над заслонками . После проходки скважины на некоторую глубину производитс  выемка бура из скважины вместе с разрушенным грунтом , которому не дают просыпатьс  заслонки 8.

Использование предлагаемого инструмента дает следующие преимущества: -улучшениеусловий работы забурника;

-уменьшение расхода резцов и твердого сплава;

- рациональное использование мощности привода; - повышение производительности;

-увеличение объема проходки;

-увеличение срока службы.

(56) Строительство и дорожные машины, 1990, №8.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   БУРИЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН, содержащий корпус в виде спиральных ло- пастеи и закрепленных на них шарнирно заслонок в вэрхней части, соосно закрепленный в нижней части лопастей забурник и закрепленные к лопаст м по радиальным лини м ступенчато с возможностью перекрыти  друг друга под разными углами к вертикальной плоскости центральные резцы и периферийные резцы, установленные на образующих конуса, вершина которого расположена на оси корпуса в нижней части забурника, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  внедрени  бура в грунт и

   повышени  эксплуатационных свойств,

   центральные резцы расположены на образующих конуса, вершина которого расположена на оси корпуса в верхней части забурника, причем образующие конусов

   периферийных и центральных резцов пересекаютс  в месте установки ближайшего к центру периферийного резца, расположенного ниже остальных, режущие кромки центральных и периферийных резцов смещены по окружности в направлении вращени  относительно радиальной линии периферийного резца, а верхний край реущей кромки забурника расположен выше режущих кромок центральных и

   ериферийных резцов.

   a s

   f V /

   19AW02

   I