Термомеханический буровой инструмент

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 27.04.7 51) М, Кл,еЕ 21 С 21/00 Е 21 С 13/02 осударственный квинтеСрвета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(71) Заявител Днепропетровский ордена Трудового Красного Знаме горный институт имени Артема(54) ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ БУРОВОЙ ИНСТРУ О О Изобретение касается термомеханического бурового инструмента, используемогодля бурения скважин и шпуров в крепкихгорных породах.Известен термомеханический буровойинструмент, содержащий взаимно подвижные в осевом направлении наружный и внутренний корпусы кольцеобразной формы,один из которых оснащен по торцу абразивными элементами, генерирующими тепЛопри трении их о буримую породу, а другой -резцами для скалывания термически ослабленной породы, расположенными междуабразивными элементами,При бурении таким термомеханическиминструментом создается низкий градиенттемператур, так как охлаждение нагретойпороды осуществляется промывочной жидкостью, имеющей температуру порядка18-20 оС, в результате чего процесс разрушения породы малоэффективен,Цель изобретения - повышение эффективности разрушения породы за счет создания повышенного градиента температурыв ее поверхностном слое,Для этого между корпусами предлагаемого инструмента выполнена камера, раз-деленная поршнем на две полости: дена постоянно сообщена с промызналом во внутреннем корпусе через к .в его стенке, а другая предназнач;заполнения хладагентом и соедине.-а,;налами в наружном корпусе, выхо.;.:на его рабочую торцовую поверхно,.гКаналы в наружном корпусе выполи=;расширяющимися к выходу,На фиг, 1 показан описываемыймеханический буровой инструмент, овид; на фиг, 2 - то же, вид снизу.Наружный кольцеобразный корпусупругим элементом 2 имеет абразиень;.элементы 3, между которыми размец:,:-;резцы 4, прикрепленные к торцу вн.таю:него кольцеобразного корпуса 5 В мекорпусной камере 6 установлен поршеВерхняя часть 8 камеры 6 сообщапромывочным каналом 9 в корпусе 5 икструмента внутренними радиальньпли каналами 10. Нижняя часть1 кж-: 615 сообщается с рабочей торцовой поверхностью инструмента через каналы 12 и 13.Работа термомеханического бурового инструмента осуществляется следующим образом, 5Вращение от буровой колонны (не показана) передается инструменту через внутренний корпус 5, при этом резцы 4 и абразивные элементы 3 вращаются с одинаковой скоростью за счет некруглого поперечного сечения внутреннего корпуса.Осевая нагрузка от буровой колонны на резцы 4 передается через внутренний корпус 5, а на абразивные элементы 3 - через внутренний корпус 5, упругий элемент 2 и наружный корпус 1, Выполнение внутреннего корпуса 5 с некруглым поперечным сечением позволяет осуществлять осевое перемещение резцов 4 и абразивных элементов 3 друг относительно друга и одновременное их вращение.В процессе бурения на контакте породы и абразивных элементов 3 за счет трения возникает высокая температура, Промывочная жидкость из промывочного канала 925 в. внутреннем корпусе 5 через каналы 10 в его стенке проходит в верхнюю часть 8 камеры 6 н давит через поршень 7 на хлад- агент в нижней части 1 1 камеры 6. После приложения определенного осевого усилиязо упругий элемент 2 сжимается и хладагент через каналы 12 и 13 под давлением поступает на забой.Прочность породы резко снижается и она легко разрушается резцами 4. ф орм ула изобретения1. Термомеханический буровой инструмент, содержащий взаимно подвижные в осевом направлении наружный и внутренний корпусы кольцеобразной формы, один из которых оснащен по торцу абразивными элементами, генерирующими тепло при трении их о буримую породу, а другой - резцами для скалывания термически ослабленной породы, расположенными между абразивными элементами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса разрушения породы, между корпусами выполнена камера, разделенная поршнем на две полости, где одна постоянно сообщена с промывочным кана лом во внутреннем корпусе через каналы в его стенке, а другая предназначена для заполнения хладагентом и соединена с каналами в наружном корпусе, выходящими на его рабочую торцовую поверхность.2. Инструмент по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каналы в наружном корпусе выполнены расширяющимися к выходу.