Двойной колонковый снаряд

)4 Е 21 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 " 13 ВИБЛ 11 Т", ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Н АВТ строим деовечв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Всесоюзный научно-исследователский геологоразведочный институтугольных месторождений(56) Авторское свидетельство СССРУ 1019071, кл. Е 21 В 25/00, 1982.Воздвиженский Б.И. и др. Разведоное бурение. М.; Недра, 1979, с. 272рис. 116.в. 54) ДВОЙНОЙ КОЛОНКОВЫЙ СНА(57) Изобретение относится к у ствам для отбора керна в горно ле и позволяет повысить долг ность, эксплуатационную надежность и эффективность работы снаряда, Он содержит наружную трубу 2 с патрубками нутреннюю трубу 18 соответственно с наружной 3 и внутренней 19 коронками (К) и переходниками (П) 13, 16. Вибрационный механизм состоит из двух обойм 9, 11 с гнездами и роли1330299 20 25 ками (Р) 10, 12 в них. Внутри верхней обоймы 9 подвижно установленшток 8, жестко связанный с нижнейобоймой 11, Коаксиально на ней установлен средний П 13, Опора подшипника 5 с комплектом тарельчатых пружин 6 размещена над П 13. Гнездаобойм 9, 11 выполнены со смещениемосей относительно радиальных осейобойм 9, 11, обеспечивая при вращении и сближении обойм первоначальноесоприкосновение Р 10, 12 по линииих образующих, Величина смещенияА равна А = 1/2 Ь(2 Р - Ь) ,гдеР - диаметр Р 10, 12, мм; Ь - величина выступов Р 10, 12 над торцами Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для отбора керна при бурении геологоразведочных скважин на уголь.Целью изобретенияявляется повышение долговечности, эксплуатационч ной надежности и эффективности работы двойного колонкового снаряда.На фиг. 1 изображен двойной колонковый снаряд, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1;на фиг. 3 положение обойм с роликами в момент контакта; на фиг, 4 - сечение Б-Б на фиг. 3.Двойной колонковый снаряд (фиг. 1) содержит верхний переходник 1, наружную трубу 2 с наружной коронкой 3, упорный подшипник 4, опору подшипника 5, комплект тарельчатых дружин 6, патрубки 7, шток 8, верхнюю обойму вибрагора 9 с роликами 10, нижнюю обойму внбратора 11 с роликами 12, средний переходник 13 с сальником 14 и гайкой 15, нижний переходник 16 с шариковым клапаном 17, внутреннюю трубу 18с внутренней коронкой 19, кассету 20. Двойной колонковый снаряд работает следующим образом.При отсутствии осевой нагрузки на снаряд внутренняя коронка 19 имеет начальное опережение по отношению к наружной коронке 3. Между обоймами вибратора 9 и 11 остается зазор и обойм 9, 11, мм. При создании осевойнагрузки на снаряд К 19 углубляетсяв уголь с опережением К 3, что изолирует керн от жидкости и загрязнения.При увеличении нагрузки К 19 отстает,а обоймы 9 н 11 сближаются и вращаются. При этом Р 10 перекатываются поР 12, нагружая К 19. Благодаря выбранной величине А контактные напряжения прн встрече Р 10, 12 равномерно распределяются по линии контактаобразующих Р 10, 12. При вращательном бурении в забой внедряется К 3,а обрабатывается керн К 19ДалееК 19 внедряется в уголь, опережаяК 3. 4 ил. ролики 10 и 12 в зацепление не .входят,При бурении по угольному пластуна снаряд создается осевая нагрузка 5 4 - 6 кН. При этом комплект тарельчатых пружин 6 сжимается, и опережение внутренней коронки 19 по отношению к наружной короке 3 уменьшаетсядо 2- 3 мм, верхняя и нижняя обоймы 10вибратора 9 и 11 сближаются, но между ними еще остается зазорВнутренняя коронка 19, углубляясь в угольс опережением, обеспечивает надежнуюизоляцию угольного керна от воздействия промывочной жидкости и от загрязнения его буровым шламом. При встрече породного прослоя или более крепких разностей угля, бурение которых в режиме штампования затруднено, осевая нагрузка на снаряд повышается до 8 - 10 кН. При этом комплект тарельчатых пружин 6 полу" чает дополнительное сжатие и внутренняя коронка 19 получает отставание на 2- 4 мм относительно торца наружной коронки 3, а обоймы вибратора 9 и 11 сближаются. Верхняя обойма вибратора 9 соединенная патрубком З 0 .7 с верхним переходником 1, вращается относительно нижней обоймы вибратора 11, соединенной с невращающейся внутренней трубой 18, Ролики 10 верхней обоймы 9 перекатываются по роликам 12 нижней обоймы 11, создаваядополнительную высокочастотную динамическую нагрузку на внутреннюю коронку 19. При вращении снаряда с частотой 153-28 1 об/мин вибратор производит 612-1124 ударов в минуту.5 При сближении роликов 10 и 12 верхней и нижней обойм 9 и 11,в первый момент их соприкосновение происходит по линии, лежащей вдоль роликов, по их 10 образующим. Чтобы соприкосновение роликов происходило по этой линии, величина смещения осей гнезд под ролики относительно радиальных осей обойм должна удовлетворять условию . 15 1А =2 где А в . величина смещения;Р - диаметр роликов;Ь - величина выступа роликовнад , торцами обойм. 20 Таким образом, контактные напря жения, возникающие в момент встречи каждой пары роликов, равномерно распределяются по линии контакта обра- зующих роликов. При работе в режиме вращательно-вибрационного бурения 30 в забой скважины врезается наружная коронка 3, образуя керн, равный внутреннему диаметру коронки 3. Этот керн на расстоянии 2 - 4 мм от забоя обрабатывается вибрирующей внутренней коронкой 19 по диаметра кернокалибрующего отверстия внутренней коронки. После бурения породного прослоя осевая нагрузка на снаряд автоматически уменьшается за счет внедрения внутренней коронки 19 в уголь. Тарельчатые пружины 6 частично разжимаются, обоймы 9 и 11 раздвигаются, и 45 вибратор выключается, а внутренняя коронка 19 вновь получает опережение относительно наружной коронки З.уголь. ный интервал вновь проходит в режиме штампования. 50- диаметр роликов, мм;- величина выступов роликовнад торцами обойм, мм. формула изобретенияДвойной колонковый снаряд содержащий наружную трубу с наружной коронкой и переходником вверхней части, внутреннюю трубу с внутренней коронкой и переходником с шариковым клапаном в верхней части, два пат" рубка, установленных в наружной трубе над внутренней трубой и жестко связанных с переходником, вибрационный механизм, состоящий из двух обойм с гнездами и роликами в них, 1.верхняя из которых жестко связана с переходником, а нижняя - с внутренней трубой, шток с утолщенной верхней частью с цилиндрической расточкой в ней, установленный внутри верхней обоймы с возможностью осевого перемещения и жестко связанный с нижней обоймой, средний переходник, установленный коаксиально на нижней обойме и жестко связанный с нижним патрубком, с гайкой и сальником со стороны обоймы, опору подшипника с комплектом тарельчатых пружин,установленную под переходником, нижний конец которой размещен в цилиндрической расточке штока с возможностью относительного осевого перемещения, подшипник, верхняя обойма которого закреплена на переходнике,а нижняя упирается в верхний торец опоры подшипника, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности эксплуатационной надежности и эффективности работы, гнезда под ролики в обоймах вибрационного механизма выполнены со смещением осей относительно радиальных осей обойм,обеспечивая при вращении и сближении обойм первоначальное соприкосновение роликов по линии их образующих, причем величина смещения А равна