Шнековой бур

 

1. ШНЕКОВОЙ БУР, включающий вал, разделенный на верхнюю, промежуточную и нижнюю секции с закрепленными на них звеньями винтовой ленты, причем верхняя секция оснащена средством подсоединения к ведущей штанге, а нижняя секция соединена с породоразрущающим инстру ментом, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости разгрузки при бурении в пластичных связных мягких породах , секции установлены с возможностью углового смещения одна относительно другой и размещения звеньев винтовой ленты при разгрузке в одном пространственном секторе. О оо | 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(51) Е 21 В 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИБЛИИ 1 — ""ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3631141/22-03 (22) 10.08.83 (46) 30.10.84. Бюл. № 40 (72) В. Л. Гой и М. Н. Цветкова (53) 622.24.085.4 (088.8) (56) 1. Борисович В. Т. и др. Бурение скважин большого диаметра. М., «Недра», 1977, с. 38. рис. 15.

2. Авторское свидетельство СССР № 1027398, кл. Е 21 D 1/06, 1982. (54) (57) 1. ШНЕКОВОЙ БУР, включающий вал, разделенный на верхнюю, промежу, SU„„1121373 A точную и нижнюю секции с закрепленными на них звеньями винтовой ленты, причем верхняя секция оснащена средством подсоединения к ведущей штанге, а нижняя секция соединена с породоразрушающим инстру ментом, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости разгрузки при бурении в пластичных связных мягких породах, секции установлены с возможностью углового смещения одна относительно другой и размещения звеньев винтовой ленты при разгрузке в одном пространственном секторе.

1121373

2. Бур по п. 1, отличающийся тем, что каждая промежуточная секция снабжена в верхней части цапфой с кольцевой проточкой и упором, а в нижней — кулачком, 1

Изобретение относится к горному и строительному делу, а именно к буровому инструменту для проходки шурфов и неглубоких скважин в мягких породах тугопластичной консистенции типа глин, суглинков и т. д.

Известен шнековый бур, включающий вал с жестко закрепленной на нем винтовой лентой, средство подсоединения к ведущей штанге и породоразрушающий инструмент (1).

Недостаток этого устройства — большая трудоемкость операций по освобождению винтовой ленты от выбуренной породы вследствие образования грунтовых пробок в межвитковом пространстве бура.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является шнековый бур, содержащий разделенный на секции вал с закрепленными на них звеньями винтовой ленты, причем верхняя секция оснащена средством подсоединения к ведущей штанге, а нижняя секция соединена с породоразрушающим инструментом (2) .

Однако известное устройство характеризуется трудоемкостью его очистки от породы, так как межвитковое пространство бура увеличивается незначительно, что затрудняет удаление породных сальников, образующихся при смятии и сжатии в этом пространстве кусков пластичного и липкого глинистого материала.

Цель изобретения — снижение трудоемкости разгрузки при бурении в пластичных мягких связных породах.

Указанная цель достигается тем, что в шнековом буре, включающем вал, разделенный на верхнюю, промежуточную и нижнюю секции с закрепленными на них звеньями винтовой ленты, причем верхняя секция, оснащена средством подсоединения к ведущей штанге, а нижняя секция соединена с породоразрушающим инструментом, секции установлены с возможностью углового смещения одна относительно другой и размещения звеньев винтовой ленты при разгрузке в одном пространственном секторе.

Кроме того, каждая промежуточная секция снабжена в верхней части цапфой с кольцевой проточкой и упором, а в нижней — кулачком, причем кулачок размещен в кольцевой проточке с возможностью пере5

45 причем кулачок размещен в кольцевой проточке с возможностью перемещения по окружности между гранями упора.

2 мещения по окружности между гранями упора.

На фиг. 1 изображен предлагаемый шнековый бур, рабочее положение; на фиг. 2— то же, положение разгрузки; на фиг. 3— разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3.

Шнековый бур содержит породоразрушающий инструмент в виде забурника 1 и лезвия 2 и вал, составленный из секции 3 с закрепленным на ней звеном 4 винтовой ленты, секции 5 с звеном 6 винтовой ленты и т. д. Секция 7 со звеном 8 винтовой ленты жестко соединена с забурником 1 и лезвием 2, а на секции 3 имеется средство

9 для подсоединения шнекового бура к ведущей штанге (не показана). Секция 3 имеет в своей нижней части отверстие, в котором размещена цапфа 10, выполненная в верхней части секции 5. В секции 3 жестко закреплен съемный кулачок 11, входящий в паз 12, выполненный на поверхности цапфы

10 по незамкнутому контуру с образованием упора 13, взаимодействующего с кулачком 11.

Таким образом, кулачок 11 предназначен для передачи осевого растягивающего усилия и крутящего момента от секции к секции, допуская их взаимное смещение относительно друг друга на угол, образованный между рабочими гранями кулачка 11 и упора 13. Аналогичное соединение между собой имеют все секции штанги.

В приведенном примере использования предлагаемого устройства высота секции принята равной четверти шага винтовой ленты, следовательно каждое ее звено, закрепленное на секции, равно четверти полного витка, а угловое смещение между секциями равно 270 . При высоте секции, равной одной трети полного шага винтовой ленты, часть витка на ней составляет треть от полного шага, а угловое смещение между секциями составляет 240 .

Размещение кулачка 11 и звена винтовой ленты верхней секции ориентировано относительно упора 13 и звена винтовой ленты нижней секции так, что при неподвижной секции 7, к которой закреплен забурник 1, и вращения секции 3 по часовой стрелке (если смотреть на бур сверху со стороны привода) отдельные звенья винтовой ленты стыкуются между собой и обра1121373

Риг. 3 зуют непрерывную транспортирующую поверхность.

Шнековый бур работает следующим образом.

Подвешенный на ведущей штанге бур опускается на забой шурфа, при этом звенья винтовой ленты образуют непрерывную поверхность шнекового транспортера, При вра-. щении бура, установленного на забое, вращающий момент передается от секции к секции и на породоразрушающий инструмент 10 через кулачок 11 и упор 13. Происходит углубление шурфа и заполнение межвиткового пространства выбуренной породой.

При подъеме бура на поверхность забурник

1 с жестко закрепленной на нем секцией 7 ставится на задержку, например на упор, 15 имеющийся на шламовой тележке, или на упор базовой машины.

Производится реверс привода, и шнековому буру придается вращение, обратное направлению рабочего вращения. Секция 3 20 поворачивается против часовой стрелки до соприкосновения кулачка 11 с упором 13, а звено 4 винтовой ленты располагается при этом над звеном 6. После соприкосновения кулачка 11 с упором 13 секция 3 продолжает совместное вращение с секцией

5, пока кулачок секции 5 не начинает через упор нижележащей секции вращение последней. В дальнейшем уже три верхних секции вращаются совместно и приводят во вращение четвертую секцию и т. д., пока не срабатывают все упоры в штанге, а витки на секциях не располагаются один под другим. т. е. в одном пространственном секторе и не занимают положение 14. Когда звенья винтовой ленты таким образом складываются, большая часть вала шнека обнажается для очистки от породы. Практически очистка начинается уже при развороте верхней секции. и продолжается с разворотом остальных секций. При бурении очень вязких глин часть выбуренной породы может оставаться между звеньями винтовой ленты и в положении разгрузки. В этом случае доочистку бура производят после приведения спирали шнека в рабочее положение. Для этого, удерживая забурник шнека, вращают верхнюю секцию в обратном направлении. При этом звенья винтовой ленты вновь занимают рабочее положение, межвитковое расстояние увеличивается, и оставшаяся на них порода легко удаляется.

Если в положении разгрузки бур полностью очищается от выбуренной породы, он опускается в скважину в положении разгрузки.

При постановке его на забой забурник прижимается к забою под действием веса бурового става, и с началом бурения секция поворачивается относительно смежной, а винтовая лента шнека приходит в исходное для транспортировки породы положение.

Технико-экономический эффект от внедрения изобретения создается за счет снижения трудоемкости процесса разгрузки.

1121373

Б-б

Фиг. Ф

Редактор С. Лисина

Заказ 7670 23

Составитель Л. Че репенки на

Текред И. Верес Корректор А. Тяско

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

113035, Москва, Ж.— 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4