Установка для испытания вооружения долота на износ

боев Соеетокик Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 21.Х.1970 (ЛЬ 1с присоединением заявки М Кл, Е 21 Ь 910 6 01 п 35 5870/22 Комитет по цепам риоритетпубликовано 05,1 Ч.1973. Бюллетень17 изобретении и открытипри Совете МинистровСССР УДК 622.24.051(О Дата опубликования о ания 29 Ч.197 вторызобретен А. И. Спивак, Б, Н, Трушкин, А, Н. Попов и Н. илимон Заявитель Уфимский нефтяной институт КА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ В ДОЛОТА НА ИЗНОС ЕНИ Т Изобретение относится к лабораторной уста новке для изучения износа элементов вооору жения буровых долот (зубьев и штырей раз личной формы) и разрушения горных пород при различных режимах работы этих элемен тов. Известна установка для испытания вооружения долота на износ, включающая исполнительный механизм, стол с образцами горной породы, редукторы, привод системы нагружения, охлаждения и очистки долота.Установка неудобна тем, что элемент вооружения долота испытывается на прямой удар по абразивному материалу, в то время, как элемент вооружения при входе в контакт с горной породой наносит косой удар и далее перекатывается по разрушаемой горной породе с проскальзыванием, причем скорость скольжения для элементов вооружения различных венцов шарошек изменяется от О до 1,3 м/сек и более. Отсутствие полного моделирования работы элементов вооружения долот не позволяет получить полные данные по износу материала вооружения долот и разрушению горных пород.Предлагаемая установка отличается от известной тем, что она снабжена маховиками, размещенными на исполнительном механизме и столе, кинематически связанными через систему редукторов с приводом. Это позволяет 2изучить износ элементов вооружения долот при различных режимах разрушения горной породы путем полного моделирования взаимодействия элементов воооружения с горной по родой, что необходимо для расчета долговечности вооружения, эффективности бурения и при конструировании долот.На фиг. 1 изображена схема предлагаемойустановки; на фиг, 2 - схема взаимодействия 10 испытуемого образца элемента вооружениядолота с горной породой.Исполнительный механизм включает державку 1, установленную на шпинделе 2, который получает вращение от привода, включаю щего электродвигатель 3, ременную передачу4, коробку скоростей 5 и карданный телескопический вал б. На одном конце шпинделя 2 установлена державка 1, а на другом - маховик 7, служащий для поддержания скорости 20 вращения элемента вооружения при его взаимодействии с горной породой в определенных пределах. Маховик 7 вращается в динамометрической головке 8, которая позволяет замерять две взаимноперпендикулярные составля ющие усилия на элемент вооружения при разрушении им горной породы. Динамометрическая головка связана с пневмоцилпндром 9, который регулирует жесткость системы, а также предназначен для быстрого вывода из кон такта элемента вооружения с горной породой, 376550чтобы избежать изменения режима разрушения горной породы при остановке установки, жесткость и скорость вывода из контакта элемента вооружения с горной породой подбираются путем регулирования давления воздуха в ннжней и верхней полостях цилиндра с помощью воздушных редукторов 10 и 11 по показаниям манометров 12 и 13. Двухходовой воздушный кран 14 подает сжатый воздух в верхнюю полость цилиндра илп сообщает ее с атмосферой, Образец горной породы 15 крепится на столе 1 б, который получает вращение от электродвигателя 3 через ременную передачу 4, корооку скоростей 5, цепную передачу 17, редуктор 18, карданный телескопический вал 19 и коническую пару шестерен 20,Стол 1 б, на котором крепится горная порода, служит одновременно маховиком, назначение которого то же, что и маховика 7,Вертикальная подача образца горной породы 15 вместе со столом 1 б осуществляется с электродвигателя 3 через ременную передачу 4, коробку скоростей 5, цепчую передачу 17, редуктор 18, карданный телескопический вал 21 и червячный редуктор 22, Вращение державки 1 с элементом вооружения, образца горной породы 15 и вертикальная подача стола 1 б с образцом горной породы кинематически связаны между собой и осуществляются от одного электродвигателя, что позволяет строго выдерживать шаг поражения породы элементом вооружения и скорость проскальзывания.На установке смонтирована замкнутая система охлаждения элемента вооружения долота и очистки от разрушенной породы. Для охлаждения и очистки может быть использована любая жидкость или газообразный агент.Установка работает следующим образом.Испытуемый элемент вооружения долота крепится в исполнительном механизме - державке 1, радиус которой г, подбирается в соответствии с моделируемым венцом шарошки долота. Державка 1 устанавливается на шпинделе 2. Образец горной породы 15 крепится на столе 1 б. Перемещением стола в направлениях Е или Р устанавливается требуемый радиус б кольцевой выработки на горной породе, В 5 верхней и нижней полостях пневмоцилиндрасоздается требуемое в соответствии с опытом давление воздуха, обеспечивающее заданную жесткость системы в процессе испытания элемента вооружения, и в конце опыта быстрый 10 вывод элемента воо, .кения из работы путемвыпуска воздуха из верхней полости цилиндра. Включением соответствующей передачи коробки скоростей 5 и подбором сменных шестерен редуктора 18 устанавливаются задан ные опытом скорости вращения шпинделя установки с державкой, стола с образцом горной породы и скорость вертикальной подачи стола с образцом гооной породы.Включается подача промывочной жидкости 20 и затем основной двигатель 3 установки, который вращает шпиндель с державкой и образец горной породы в направлениях, указанных стрелками на фиг. 2, а также равномерно подает образец горной породы вверх. При дви женин вверх горная порода входит в контактс элементом вооружения долота. Этот момент и является началом опыта. Элемент вооружения долота поражает горную породу в заданной опытом последовательности. Пример схе мых поражения показан на фиг. 2, где 1 - шагпоражения горной породы, а 1 - смещение зоны поражения при повторном проходе. Предмет изобретения 35Установка для испытания вооружения долота на износ, включающая исполнительный механизм, стол с образцом горной породы, редукторы, привод, системы нагружения, охлаж дения и очистки долота, отличающаяся тем,что, с целью полного моделирования работы вооружения долота и качественной оценки его износа, она снабжена маховиками, размещенными на исполнительном механизме и столе 45 и кинематически связанными через системуредукторов с приводом.376550 Фиг. Р Составитель В, Галкин Техред Т. Курилко Корректор Л, Чуркина Редактор С, Титова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1524/3 Изд.396 Тираж 576 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж.35, Раушская наб д. 4/5