Алмазный породоразрушающий инструмент

 

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить зффективность работы инструмента за счет повторного его использования без подъема на поверхность после прекращения процесса бурения. Инструмент включает корпус 1, алмазосодержащую матрицу (AM) 2 и герметизированную кольцевую полость 3 между ними. В ней размещены узел передачи крутящего момента от корпуса 1 к AM 2, выполненный в виде подпружиненных ступенчатых штифтов 5, и термоплавкий элемент (ТЭ) 4. В корпусе 1 и ТЭ Д симметрично оси инструмента выполнены соосные отверстия 7, а в AM 2 - соосное с ним гнездо 8. Отверстие 7 в корпусе 1 имеет ступенчатую форму. В отверстиях 7 и гнезде 8 подвижно размещены штифты 5, а между корпусом 1 и ТЭ 4 - прокладка I3 из материала с большим коэффициентом теплового объемного расширения. В ходе работы инструмента AM 2 нагревается, ТЭ 4 расплавляется, выталкивая штифты 5 вверх и расцепляя их с AM 2. При этом крутящий момент не передаете Al f 2, что исключает прижог коронки. При срабатывании узла передачи крутящего момента инструмент поднимают над забоем, а затем опускают его до затвердения материала ТЭ 4. Стержни 5 занимают начальное положение путем совмещения их с гнездами 8. После отвердения материала продолжают бурение . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. а (Л со ОО СО 00 со tf

ССЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1331989 А1 (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3909320/22-03 (22) 24,04.85 (46) 23,08.87. Бюл. В 31 (72) В. N. Питерский, Н. И. Панин, А. Е. Козловский, М. С. Рогач и Л. А. Резник (53) 622.233,051.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 911004, кл, Е 21 В 10/48, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1087650, кл, Е 21 В 10/46, 1982. (54) АЛМАЗНЬЙ ПОРОДОРАЗРУША!Ощий ИНСТРУМЕНТ (57) Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить эффективность работы инструмента за счет повторного его использования без подъема на поверхность после прекращения процесса бурения. Инструмент включает корпус 1, алмазосодержащую матрицу (АМ) 2 и герметизированную кольцевую полость 3 между ними. В ней размещены узел передачи крутяще- го момента от корпуса 1 к АМ 2, выполненный в виде подпружиненных ступенчатых штифтов 5, и термоплавкий элемент (ТЭ) 4. В корпусе 1 и ТЭ 4 симметрично оси инструмента выполнены соосные отверстия 7, а в AM 2 соосное с ним гнездо 8. Отверстие 7 в корпусе 1 имеет ступенчатую форму.

В отверстиях 7 и гнезде 8 подвижно размещены штифты 5, а .между корпусом 1 и ТЭ 4 — прокладка 13 из материала с большим коэффициентом теплового объемного расширения. В ходе работы инструмента АМ 2 нагревается, ТЭ 4 расплавляется, выталкивая штифты 5 вверх и расцепляя их с АМ 2. При этом крутящий момент не передается

А1! 2, что исключает прижог коронки.

При срабатывании узла передачи крутящего момента инструмент поднимают над забоем, а затем опускают его до затвердения материала ТЭ 4. Стержни

5 занимают начальное положение путем совмещения их с гнездами 8, После отвердения материала продолжают бурение ° 1 з.п. ф лы, 1 ил.

989

35

55

1 1331

Изобретение относится к горной промьппленности, а именно к области бурения, конкретно к алмазному породоразрушающему инструменту, Цель изобретения — повышение эффективности работы инструмента за счет повторного его использования без подъема на поверхность после прекращения процесса бурения.

На чертеже.изображен алмазный породоразрушающий инструмент, продольный разрез.

Алмазный породоразрушающий инструмент содержит корпус 1. и алмазосодержащую матрицу 2, образующую кольцевую полость, в которой размещены термоплавкий элемент 4 и узел передачи крутящего момента, выполненный в виде ступенчатых штифтов 5 с пружинами

6,. установленных в совмещенных продольных отверстиях 7 и 8 корпуса 1,, матрицы 2 и элемента 4. Ступень 9 большего диаметра штифтов 5 выполне- . на в виде .поршня и установлена с возможностью осевого перемещения, причем ход штифтов h, больше глубины Ь гнезда 8 в матрице 2. Отверстия 7 и

8 расположены на равном расстоянии от оси 10 инструмента. Гнезда 8 в матрице 2 выполнены с конусной заходной частью 11 . Кольцевая полость 3 герметизирована уплотнениями 12.

Между корпусом 1 и термопланким элементом 4 размещена прокладка 13 из материала на основе вермикулита, который.при нагревании увеличивает свой объем, при этом высвобождаемый при перемещении штифтов 5 объем должен соответствовать приращению объема вермикулита при нагревании. Для удобства монтажа матрица 2 может быть выполнена из двух частей, соединяемых между собой, например, посредством резьбы 14, На матрице 2 и корпусе выполнены риски 15 и 16, совпадающие между собой в.рабочем положении инструмента °

Алмазный породоразрушающий инструмент работает следующим образом.

Под действием крутящего момента и осевой нагрузки алмазосодержащая матрица 2 осуществляет разрушение породы. В процессе работы из-за трения о породу матрица 2 разогревается и температура ее может превысить предельно допустимую. При этом температура внутри кольцевой полости 3 повышается, элемент 4, имеюший низкую температуру плавления, расплавляется и, увеличиваясь в объеме, выталкивает штифты 5 вверх, освобождая их от за-, цепления с матрицей 2. Для предотвращения вытекания расплавленного материала верхняя ступень 9 штифтов и кольцевая полость 3 имеют уплотнительные кольца. Прокладка 13 служит для повышения надежности срабатывания узла передачи крутящего момента, При выходе штифтов 5 из зацепления с матрицей 2 крутящий момент не передается и матрица не вращается, а следовательно, исключается прижог коронки. Срабатывание узла передачи крутящего момента фиксируется на поверхности по уменьшению его величины.

После прекращения процесса бурения включают привод подъема и поднимают инструмент над забоем. Затем, не дав затвердеть расплавленному материалу в процессе.его остывания и уменьшения объема, матрицу 2 и корпус 1 поворачивают друг относительно друга до совмещения рисок 15 и 16, после чего инструмент опускают на забой, и под действием пружин 6 стержни 5 занимают свое первоначальное положе— ние путем совмещения стержней с гнездами 8 при медленном вращении корпу- са l. О совмещении подпружиненных стержней с гнездами 8 судят по резкому увеличению крутящего момента.

После этого выдерживают необходимое время для отвердения термоплавкого материала и продолжают процесс бурения. формула изобретения

1. Алмазный породоразрушающий инструмент, включающий корпус, алмазо45 содержащую матрицу и кольцевую по лость между ними, B которой размещены узел передачи крутящего момента от корпуса к матрице и термоплавкий элемент, отличающийся тем, что, с целью повьппения эффективности работы инструмента за счет повторного его использования без подьема на поверхность после прекращения процесса бурения, в корпусе и термоплавком элементе симметрично оси инструмента выполнены соосные сквозные отверстия, а в матрице — соосное им гнездо, причем отверстие в корпусе имеет ступенчатую форму, а узел

Составитель А. Хромик

Редактор Н. Тупица Техред Л.Сердюкова Корректор В, Яутяга

Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3777/28

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1331989

4 передачи крутящего момента выполнен 2. Инструмент по п. ), .о т л ив виде подпружиненных ступенчатых ч а ю шийся тем, что между штифтов, размещенных в указанных от- термоплавким элементом и корпусом верстийх н гнезде с возможностью осе- размещена прокладка s!s материала с

5 вого перемещения и выхода иэ зацеп- большим коэффициентом теплового объления с матрицей, при этом кольцевая емного расширения, например на оснополость выполнена герметизированной. ве вермикулита.