Буровое долото

РЕТЕН 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом(57) Изобретение относится к горному делуи предназначено для бурового инструмента.Цель - повышение эффективности долота засчет более стойкого радиального подшипникового узла и повторного использованияэлементов, Долото содержит корпус, к которому прикреплены цапфы. На последнихрасположены шарошки посредством радиИзобретение относится к горному делу,а именно к буровому инструменту,. предназначенному для эффективного бурения перемещающихся пород мягких и среднейтвердости.Цель изобретения - повышение эффективности долота за счет более стойкого радиального подшипникового узлаи повторного использования элементов,На чертеже показано буровое долото,Буровое долото содержит трехперовойкорпус 1, в каждое перо 2 которого закреплена под небольшим углом цапфа 3, установленная с возможностью взаимодействиянижним торцом, выполненным с.гнездом сосферической опорой 4. Сферическая опора4, выполненная в виде цельного шара, установлена в шарошке 5. Последняя выполнена ального подшипникового узла и концевои сферической опоры. Внутрення часть шарошек, включая радиальные беговые дорожки, выполнена в виде стакана, закрепленного на внешней части шарошек с возможностью демонтажа. Сферическая опора выполена в виде цельного шара, расположенного с возможностью взаимодействия с торцом цапфы, выполненным с гнездом. Радиальные беговые дорожки на шарошках выполнены при нерабочем положении долота. Предлагаемое долото при изменении условий бурения применяют следующим образом: снижают шайбу, корпус шарошки свинчивают со стакана, после чего в обратном порядке устанавливают шайбу и новый корпус шарошки, оснащенный породоразрушаю щими элементами другого типоразмера и марки. 1 ил. иэ внутренней части в виде стакана 6 с беговой дорожкой, который фиксируется шай авек бой 7 относительно корпуса шарошки 5.Стакан 6 имеет втулку 8 скольжения и тела О 9 качения, которые устанавливаются через О отверстие 10. закрытое резьбовой проб-СЛ кой 11, Шарошка 5 выполнена также из С) внешней части с элементами крепления с а внутренней частью (например, резьбовое ) соединение, байонетный замок и т.д.) и оснащена породоразрушающими эле- с ментами 12. Стакан 6 с беговой дорожкой ф имеет возможность взаимодействия с - в цапфой 3 через тела 9 качения и втулку 8 скольжения, образуя радиальный подшипниковый узел.Беговая дорожка стакана 6 выполнена с возможностью осевого продольного перемещения жестко скрепленной внешней истью движения шарашки. Это ведет к тому, 45 50 55 внутренней частей шарошки 5 при нерабочем положении долота.Цапфа 3 крепится в корпусе 1 долота спомощью штифта 13 и крепежного элемента14. Кроме того, в корпусе 1 долота и в цапфе3 сделаны каналы 15-19 для подачи газавнутрь шарошки 5 для создания избыточного давления, способствующего герметизации шарошки,Буровое долото работает следующимобразом,В процессе бурения все шарошки долота работают однотипно. В свободном состоянии, когда долото вывешено над забоем,шарощка 5, жестко скрепленная со стаканом 6, находится в крайнем нижнем положении. Величина осевого продольногоперемещения шарошки 5 ограничиваетсяшириной радиальной беговой дорожки стакана 6, В нижнем положении торец цапфы 3не контактирует со сферической опорой 4.Внутренняя полость шарошки 5 постояннопродувается сжатым газом по каналам 1619, В крайнем нижнем положении диаметрдолота, образованный породораэрушающими элементами 12, меньше, чем в рабочем,,что способствует уменьшению осыпанияскважины при подьеме долота. При подачедолота на забой корпус шарошки 5 со стаканом 6 перемещается вдоль оси цапфы 3 досоприкосновения сферической опоры 4 снижним торцом цапфы 3.Наружный диаметр долота становитсямаксимально рабочим и образует необходи мый диаметр скважины, При бурении скважин с вращением и осевым усилием,последнее передается через цапфу 3 и сферическую опору 4 на корпус шарошки 5,максимально разгружая подшипниковыйузел, образованный цапфой 3, телами 9 качения и втулкой 8 скольжения.Шарашки начинают вращаться в момент контакта с породой нижнего венца, таккак полость венца не совпадает с плоскочто породоразрушающие элементы 12 не все находятся в контакте с лородой, поэтому создается момент сил относительно цапфы 3, который и приводит в движение шарошку 5. При полном заглублении долота величина момента вращения шарошки возрастает за счет увеличения сил реакции породы на породоразрушающие элементы 12.Направление вращения шарошек будет обратным по отношению к направлению вращения долота. Это обеспечивает более рациональное разрушение породы каждым породоразрушающим элементом, так как происходит разрушение скалыванием полублокируемых частей забоя. При этом ниж 5 10 15 20 25 30 35 40 ний венец шарошки 5 постоянного внедряется с разрушением породы забоя, аналогичным фрезерованию. На всех венцах породоразрушающие элементы 12 взаимодействуют с горной породой дискретно.В процессе бурения через каналы 15 - 19 во внутреннюю полость шарашки 5 постоянно подается сжатый газ, который создает в ней небольшое избыточное давление. Это избыточное давление, взаимодействуя с внутренними полостями корпуса шарошки 5, обеспечивает принудительное осевое перемещение шарошки при отсутствии нагрузки на нее, что способствует постоянной разгрузке сферической опоры 4, Кроме того, постоянный наддув газа обеспечивает герметизацию внутренней полости шарошки 5 от попадания частиц разрушенной породы и охлаждение высоконагруженных деталей шарошки (сферического элемента 4, тел 9 качения, втулки 8 скольжения, цапфы 3), что способствует повышению стойкости подшипников.В процессе работы долота по мере износа деталей 3,4,6,8 и 9 внутренней части и породоразрушающих элементов 12 внешней части шарошки 5 производится сборка- разборка шарашечного узла и замена изношенных элементов и деталей в условиях карьера,Буровое долото позволяет при изменении условий бурения увеличение или уменьшение крепости пород) применить соответствующее вооружение долота. Для этого снижают шайбу 7, корпус шарошки 5 свинчивают со стакана 6, после чего в обратном порядке устанавливают шайбу 7 и новый корпус шарашки, оснащенный породоразрушающими элементами 12 другого типоразмера и марки.Упрощение конструкции сферической опоры, разгрузка подшипникового узла, взаимозаменяемость корпуса и внутренних деталей шарошки, сокращение времени операции по сборке-разборке, эффективная продувка сжатым газом позволяют увеличить стойкость подшипников и повысить эффективность работы долота. ф о р мул а и зоб рете н и я Буровое долото, содержащее корпус, закрепленные к корпусу наклонные цапфы, установленные на цапфах шарошки посредстовм радиального подшипникового узла и концевой сферической опоры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности долота за счет более стойкого радиального подшипникового узла и повторного использования элементов, внутренняя часть шарошек, включая радиальные беговые дорожки, выполнена в виде1 бб 5012 П 10 Составитель А.СкалуновС.ЧерниТехред М,Моргентал КорректорРедактор Н.Яцола Подписноеиям и открытиям при ГКНТ Ственного комитета по изобретениям иЖР ым наб 4/5113035, Москва,на 10 кий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарироизводственно-издательский ком ин на, закрепленного на внешешней частистакана,емонтажа, аа ошек с возможностью днена в виде цельсферическая опора выполненого шара, раасположенного с возможном апфы,стью взаимодействия с торцом цап вып,олненным с гнездом, ри ичем Радиа ошкахые беговые дорожки на ровыполнены с возмзможностью осевого перемещения шарошки ипри нерабочем положе нии долота.