SU953179A1 - Породоразрушающий инструмент - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к породоразрушающему инструменту дл  бурени  скважин большого диаметра в мерзлых грунтах. Известна бурова  коронка, в.ключаю ща  корпус с продо;1ьными наклонньами ребрами, оснащенными съемными рабочи ми элементами, установленными симмет рично относительно оси вращени  коронки l. Однако эта коронка применима в основном при бурении м гких пород. При бурении же пород средней твердое ти и выше эффективность ее резко снижаетс , что св зано с нерациональ ной схемой расположени  рабочих элементов . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  породоразрушающий инструмент, содержащий корпус с забурником и хвостовиком, закрепленные на корпусе шнековую лопасть и траверсу со ступенчато установленными режущими зубками 2j. Недостатком известного инструмента  вл етс  низка  эффективность при бурении мерзлых грунтов. Цель изобретени  - повышение эффективности работы породоразруиак цег-о инструмента в мерзлых грунтак . Эта цель достигаетс  тем, что инструмент снабжен тангенциальными шарошками , закрепленными на траверсе и установленными ступенчато и под острым углом к оси инструмента, при этом кажда  шарошка смещена относительно р дом расположенного режущего зубка в вертикальной плоскости в сторону хвостовика на величину подачи инструмента за один оборот. Породоразрушающий инструмент снабжен отвальными щитками, установленными на траверсе под углом 25-60 к забою скважины и размещенными по высоте между шнековой лопастью и режущими зубками и шарошками. Причем угол установки тангенциальной шарошки с осью инструмента составл ет 5-30°. На фиг. 1 изображен инструмент, общий вид; на фиг. 2 - форма забо  скважины в процессе бурени ; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1, на фиг.4 разрез В-Б на фиг. 1; на фиг. 5 разрез В-В на фиг, 3; на фиг. 6 вариант выполнени  тангенциальной шарошки.

Инструмент содержит оснащенную режущими зубками 1 и тангенциальными шарошками 2 траверсу 3, забурник 4 и корпус 5 с хвостовиком 6. Траверса 3 выполнена с приливами 7 дл  закреплени  в них зубков 1 и осей 8 шарошек 2. Между зубками 1 и шнековой лопастью 9, закрепленной в верхней части корпуса 5, размещены отвальные щитки 10. Режущие зубки 1 и тангенциальные шарошки 2 установлены ступенчато, что обеспечивает различную величину их заглублени , увеличивающуюс  от периферии к центру. Разница а величин заглублени  шарошки 2 и р дом расположенного зубка 1 должна соответствовать величине подачи инструмента за один оборот. Зубки 1 и шарошки 2 расположены равномерно по окружности и диаметрально противоположно, что обеспечивает хорошую центрацию инструмента .

При этом шарошки 2 расположены так, что рассто ние -в между внешней относительно оси инструмента стороной шарошки и радиусом R забурника 4, а дл  последующих шарошек - с внешней поверхностью р дом расположенного зубка If составл ет три и более миллиметра (в-зависимости от прочности разрушаемой породы). Оси 8 шарошек 2 установлены к оси инструмента под острым углом об, равным 5-30. Это способствует ликвидации лобового сопротивлени  шарошек 2 и их самозат гиванию при врезании в грунт. С целью избежани  проскальзывани  и уменьшени  износа шарошки 2 имеют рифленую поверхность или армированы твердым сплавом. Шарошки 2 могут быть выполнены с по сками 4,  вл ющимис  концентраторами напр жений . Зубки 1 установлены к забою скважины под углом И, равным 45-60 Количество зубков 1 и шарошек 2 определ етс  диаметром скважины. Отвальные щитки 10, закрывающие нерабочую часть зубков 1 и шарошек 2, расположены к забою скважины под углом , равным 25-60.

Инструмент работает- следующим образом .

Забурник 4 разрушает центр забо  скважины. Зубки 1 образуют в зоне забо  концентрические кольцевые канавки , обрабатыва  одновременно боковые стенки скважины. Шарошки 2 своей боковой поверхностью заглубл ютс  в образованные между кольцевыми канавками выступы породы, образу  трещины . При вращении шарошек 2 происходит скол выступов породы. Отвальные щитки 10 подчищают забой и способствуют направлению движени  разрушенной при бурении породы на лопасть 9 и далее на шнек (не показан).

Таким образом, при бурении предлагаемым инструментом используетс  комбинированное разрушение породы. Наличие шарошек позвол ет перейти от процесса чистого резани  к частичному сколу грунта,-что позвол ет значительно повысить эффективность бурени  и одновременно снизить энергоемкость процесса. Этому способствует и то, что шарошки работают при наличии двух поверхностей обнажени , при которых происходит неблокированный скол.

Claims (3)

1. Породоразрушающий инструмент, содержащий корпус с забурником и хвостовиком, закрепленные на корпусе шнековую лопасть и траверсу со ступенчато установленными режущими зубками, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффек0 .хивности его работы в мерзлых грунтах , он снабжен тангенциальными шарошками , закрепленными на траверсе и установленными ступенчато и под , острым углом к оси инструмента, при

5 этом кажда  шарошка смещена относительно р дом расположенного режущего зубка в вертикальной плоскости в сторону хвостовика на величину подачи инструмента за один оборот.

0

2. Инструмент по п.1, отличающийс  тем, что он снабжен отвальными щитками, установленными на траверсе под углом 25-60 к забою скважины и размещенными по высоте между шнековой лопастью и режущими зубками и шарошками.

3. Инструмент по п.1,-отличающийс  тем, что угол установки тангенциальной шарошки с осью инструмента составл ет 5-30. 50 Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 318686, кл. Е 21 С 13/02, 1970.

2,Макушкин Д.О.и др. Усовершенствованные буровые головки.- Механизаци  строительства, 1972, № 7, с. 8-9 (прототип).

повернете ,ou Фыг. Фиг. 5 Фиг.В