Стенд для испытаний шарошечных долот

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Соаетскн Соцналнстнчеоиа Республик(51) М 21 0 Гееудерстеенны еытет СССР ее делам нзабретен н етрытнй1. Гребень, Т. А, Илык, С, И. Кантор, В. А. НикитинаВ. А. Повидайло и А. М. Рымар 12) Авторы изобретен овский ордена Ленина политехнический институт и дрогобычский дологный завод вители 4) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ШАРОШЕЧНЫХ МОЛ е 3Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано для испытаний шаоошечных долот, а именно для изучения кинематикищарошечного долота, характера поражениязабоя скважины зубцами долот, Ьпределения фактических величин скольжения венцов шарошек на забое и определения сил,действующих на элементы долота прйбуренин.Известна стендовая установка СБ,состоящая из станины, врашателя с приводом, двух гидроцилиндров подачи, связанных между собой граверсой, шпинделя, буровой штанги, искусственного забоя, системы подачи промывочной жидкости и изме 15рительного блока 1 1.Недостатком этой установки являетсято, что она не позволяет в достаточнойстепени имитировать условия работы долота в скважине,20Известен также стенд для испытанийшарошечных долот, содержащий основанстойки с установленными на них верхней и нижней траверсами, цилиндр, имитирующий скважину, стол, искусственный забой, гидравлическую систему йередачи давления на долото с гидроцилиндрами и устройством для его крепления, систему вращения стола и систему подачи очищающего агента 21.Недостатком этого стенда является не долговечность его опор и отсутствие возможности испытания. долот или секций долота с переменной координатой гочки приложения нагрузки к шарошке.Целью изобретения является повышение надежности стенда и расширение диапазона испытаний.Цель достигается тем, что в предлагаемом стенде стол снабжен гидростагическим подпятником, содержащим две группынесущих карманов и вспомогательные карманы, соединенные соответственно с нагрузочными полостями гидроцилиндров и системой питания при помощи дросселей, система передачи давления на долото снабжена свободно установленной на стойкахдополнительной траверсой с промежуточны" ми штоками, на которых жестко закреплены вилки, взаимодействующие со стойками, а искусственный забой выполнен профилем переменного радиусаЙля исключения перекосов в гидростатическом подпягнике отношение плошадипроходного сечения дросселя к периметрусоответствующего несущего кармана, расположенного по оси промежуточного штока, выбрано больше, чем это отношение укаждого из остальных дросселей и несущихкарманов.Для компенсации опрокидывающих моментов от действия на гидростатическийподпятник сил трения между шарошками иискусственным забоем центр тяжестиплошадей несущих карманов каждой группы смещен относительно оси промежуточного штока, гидроцилиндр которого связанс данной группой несущих карманов, против направления вращения стола,На фиг. 1 представлен описываемыйстенд, общий вид; на фиг. 2 - сечениеА А на фиг. 1; на фиг. Э - устройстводля крепления долота в сборе; на фиг, 4 гидравлическая принципиальная схемастенда; на фиг, 5 - схема нагружения подпятника; на фиг, 6 - искусственный забойпрофилем переменного радиуса; на фиг. 7 сечение В-В на фиг. 6,Стенд состоит из основания 1 и стоек2, закрепленных восновании. На стойках2 установлен кронштейн 3 с гидростатическим подпятником 4, на который опирается стол 5, Кроме того, на стойках 2свободно установлены дополнительная 6и нижняя 7 траверсы, в отверстиях которых проходят промежуточные штоки 8.Зти штоки связывают гидроцилиндры 9 и10, закрепленные на верхней траверсе11, с устройствами 12 для крепления сек.ций 13 долота. На штоках 8 жестко закреплены вилки 14, расположенные междугравврсами 6 и 7, при этом траверса 7опирается под действием силы тяжести,на упоры 15, закрепленные в траверсе 6.Шеки вилок 14 входят в пазы втулок 16и 17, свободно сидящих на стойках 2, иохватывают их. В щеках вилок 14 расположены также винты 18 для фиксации иуглового смешения штоков 8 относительно своей оси. На одной иэ стоек 2 установлен упор 19 для фиксации граверсы 6в нижнем положении. Вал 20 стола 5, накотором закреплен искусственный забой21, установлен в радиальном подшипнике22 и соединен муфтой 23 с редуктором 24, На столе 5 установлен цилиндр 25,имитирующий скважину, над которым расположен пыпеприемный колпак 26, закрепленный на траверсе 6. "менное устройство 27 для крепления долота в сборе установлено на промежуточных штоках 8.На рабочем торце гидростагический подпятник 4 имеет несущие А: и В и вспомогательные С масляные карманы. Группы 0 несущих карманов через дроссепи 28 соединены каждая со своей полостью нагрузки Э игидроцилиндров 9 и 10, Вспомогательные карманы С через дроссели29 соединены непосредственно с системойпитания. Гидроципиндры 9 и 10 управляются зологниками 30 и 31.На схеме нагружения подпягника применены следующие обозначения; Г - сила трения между шарошкой и "забоем";20Я - нагрузка на подпятник от секции долота; Я - равнодействующая подъемныхсил несуцих карманов одной группы, гочк.приложения которой совпадаег с центромтяжести плошадей несущих карманов этой 25группы; Н - плечо действия силы Г,Стенд для испытаний шарошечных долотработает следуюшим образом.При включении стенда редуктор 24 чеЗО рез муфту 23 и вал 20 вращает стол 5с искусственным забоем 21 против часовой стрелки. Одновременно подается давление ио вспомогательные карманы С подпягника 4. Гидроцилиндры 9 и 10 черезЗ промежуточные штоки 8 воздействуют насекции долота 13 и могут поднимать их,опускать и прижимать к искусственномузабою 21 с заданным усилием независимо друг от друга, Промежуточные штоки40 удерживаются от вращения вилками 14.Траверсы 6 и 7 поднимаются вверх однимили двумя штоками 8, а опускаются внизпод действием силы тяжести до упора 19,При включении нагрузки на левую секцию45 13 золотник 31 соединяет масляную магистраль с полостью гидроцилиндра 9 ичерез дроссели 28 с группой Л несущихкарманов подпятника, которая воспринимает усилие нагрузки гидроцилиндра 9 вмес -ф те с вспомогательными карманами С . Аналогичнб подается нагрузка гидроцилиндром10 на правую секцию, Управление золотниками ЗО и 31, а следовательно, и гидроцилиндрами 9 и 10 независимое,При испытании долота в сборе вместоустройств 12 устанавливается у" гройсгво27, в коором закрепляется долото. Управпени". золотниками ЗО и 31 блокируется и усилие нагрузки созФлется двумя гиароцилинлрами. Смешение осей шароисек испитываемых секций, сбаэированных по плоскостяме двухгршшОГО углар 1 роизводится винтами 18. В несущие карманы каж- % аой группы Л и В, расположенные по осям промежуточных штоков, подается давление большее, чем давление в остальных карманах подпятника, .-то достигается благодаря тому, что,отношениеплошади про ходного сечения дросселя к периметру не сущих карманов больше, чем это отношение для остальных карманов и их дросселей. В результате несушие карманы, расположенные по оси штоков, воспринимают основную часть усилия гидроцилиндров, уменьшая этим прогиб стола.Очищающий агент подается в долото или секции долота через каналы в них и через пылеприемный колпак поступает в пылеулавливающую установку. Такая подача очищающего агента и пылеулавливающие установки широко .известны в данной области промышленности.Из схемы нагружения подпятника(фиг. 5) видно, что сила Г трения образует момент сопротивления вращению и опрокидывавший момент, действующий на стол и вызывающий перекос стола 5, Плечо Н опрокидывающего момента определяется расстоянием от линии контакта шарошки с "забоем" до радиального подшипника. Йействие опрокидывающего момента от силы Р компенсируется смешением силы К35 относительно оси промежуточного штока в направлении, противоположном направле- нию вращения стола. Такая конструкция стенда допускает проведение сравнительных испытаний долот40 или секций долот с переменной координатой точки приложения нагрузки к шарошке, секций долота при различном смешении оси шарошки, двух секций долота неэави 4 Я симо одна от другой в идентичных условиях, Испытания можно проводить в условиях отработки долог с применечием различных видов и расходов очищающего агента с использованием различных видов смаз 16 ки опор и при различных значениях расхода смазки, Возможно также исследование стойкости вооружения долог. Формула изобретения 1. Стенд для испытаний шарошечныхдолот, содержаиий основание, стойки сустановленными на них верхней и нижнейтраверсами, цилиндр, имитирующий скважину, стол, искусственный забой, гидравлическую систему передачи давления надолото с гидроцилинарами и устройствомдля его крепления, систему вращения стола и систему подачи очишаюшего агента,отличающийся тем,что,сцелью повышения надежности стенда и расширения диапазона испытаний, стол снабжен гидростатическим подпятником, содержащим две группы несущих карманов ивспомогательные карманы, соединенныесоответственно с нагрузочными полостямигидроцилиндров и системой питания припомощи дросселей, система передачи давления на долото снабжена свободно установленной на стойках дополнительной траверсой с промежуточными штоками, на которых жестко закреплены вилки, взаимодействующие со стойками, а искусственный забой выполнен профилем переменного радиуса.2. Стенд по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью исключения перекосов и гидростатическом подпятнике, отношение площади проходного сечения дросселя к периметру соответствующего несушеге кармана, расположенного по оси промежуточного штока, выбрано больше, чемэто отношение у каждого иэ остальныхдросселей и несущих карманов,3. Стенд по пп. 1, 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью компенсачции опрокидывающих моментов от действияна гидростатический подпятник сил трениямежду шарошками и искусственным забоем,ценУр тяжести площадей несущих кармановкаждой группы смещен относительно осипромежуточного штока, гиароцилинар которого связан с данной группой несуших карманов, против направления вращения стола.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Буровые долота (труды ВНИИБТ),М., Недра, 1969, с. 136-142.2. Авторское свидетельство М 295855,кл, Е 21 В 9/10, 1969.с ис. 7 Муск 666/36 Тираж 6ЦНИИПИ Государственпо делам изобретен 113035, Москва, Ж 35 56. Подписное ного комитета СССР ий и открытий Гаушская наб., д к