Устройство для бурения отверстий во льду

 

Изобретение относится к ледорезным работам, а именно к устройствам для образования шпуров и скважин во льду. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет бурения отверстий различного диаметра и снижение энергозатрат. Устройство содержит бурильную головку, состоящую из отдельных лепестков с механизмом регулирования их раскрытия и фиксации, гибкую многозвенную ленту с режущими элементами. Нижние части лепестков шарнирно связаны со шпиделем, верхние - с механизмом регулирования их раскрытия, а гибкая многозвенная лента расположена на наружной поверхности бурильной головки винтообразно. Механизм регулирования раскрытия и фиксации лепестков содержит контргайку, установленную на шпинделе и имеющую жесткие тяги, концы которых закреплены на лепестках. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК

9,б0,» 1 (51)5 F 25 С 5 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

40 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21). 4675839/31-13 (22) 11.04.89 (46) 07.11.90. Бюл. № 41 (71) Горьковский политехнический институт (72) Н. Н. Тарбаев и В. Ф. Кулепов (53) 621.581 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 100167, кл. F 25 С 5/02, 1954. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ ВО ЛЬДУ (57) Изобретение относится к ледорезным работам, а именно к устройствам для образования шпуров и скважин во льду.

Цель изобретения — расширение технолонических возможностей за счет бурения отИзобретение относится к производству ледорезных работ и может быть использовано для образования шпуров и скважин.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет бурения отверстий различного диаметра и снижение энергозатрат.

Устройство позволяет изменять диаметр скважины в процессе бурения. При этом при бурении скважин больших диаметров автоматически устанавливается малый угол подъема рабочего органа и, наоборот, при бурении скважин малых диаметров — больший угол подъема, что позволяет удалять ледяную крошку из зоны резания с наибольшим эффектом. Установка режущих элементов на гибкой многозвенной ленте обеспечивает «косое резание», являющееся наименее энергоемким.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг, 3 — вид А на фиг. 1; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 2; на фиг. 5— верстий различного диаметра и снижение энергозатрат. Устройство содержит бурильную головку, состоящую из отдельных лепестков с механизмом регулирования их раскрытия и фиксации, гибкую многозвенную ленту с режущими элементами. Нижние части лепестков шарнирно связаны со шпинделем, верхние — с механизмом регулирования их раскрытия, а гибкая многозвенная лента расположена на наружной поверхности бурильной головки винтообразно. Механизм регулирования раскрытия и фиксации лепестков содержит контргайку, установленную на шпинделе и имеющую жесткие тяги, концы которых закреплены на лепестках. 1 з. п. ф-лы, 6 ил. разрез Б — Б на фиг. 2; на фиг. 6 кинематическая схема устройства.

Устройство для бурения отверстий включает забурник 1, жестко связанный со шпинделем 2, коническую бурильную головку, состоящую из отдельных лепестков 3, шарнирно соединенных со шпинделем, и снабженную механизмом регулирования раскрытия и фиксации лепестков, гибкую многозвенную ленту 4, звенья 5 которой соединены с помощью пальцев 6 и шплинтов 7 между собой. На гибкой ленте 4 закреплены режущие элементы 8. Гибкая лента 4 соединяется с помощью пальцев 9 и пружин 10 в нижней части с забурником 1, в верхней — с одним из лепестков 3.

Механизм регулирования раскрытия и фиксации лепестков 3 может состоять из тяг 11, контргайки 12 с фиксирующим элементом

13 и шарнирных сочленений 14 — 16. В нижней части лепестков 3 для их подвижного соединения со шпинделем 2 установлен подшипник 17.

Устройство работает следующим образом.

1605113

Устройство закрепляется на буровой штанге бурильной машины (не обозначено) .

Затем путем вращения шпинделя 2 относительно лепестков 3 устанавливают требуемый диаметр образуемой скважины, который определяют по крайним режущим элементам 8 гибкой ленты 4, расположенным в верхней части лепестков 3. Далее с помощью фиксирующего элемента 13 контргайку 12 жестко закрепляют на шпинделе 2. После этого процесс бурения выполняют аналогично работе буровой головки циклического действия. Каждый из режущих элементов 8 прорезает свою канавку, затем стружка, образуемая от резания за счет центробежных сил, перемещается по боковой плоскости гибкой ленты 4 и транспортируется во внутреннюю полость буровой головки. При этом режущие элементы 8, закрепленные на гибкой ленте 4, своими режущими кромками всегда остаются параллельны образующей конуса, образованного лепестками 3. После окончания процесса бурения бурильную головку извлекают из скважины. Включением повышенного числа оборотов шпинделя 2 выполняют процесс удаления ледяной крошки из устройства.

При необходимости бурения скважин другого диаметра производят переналадку устройства по схеме, изложенной выше.

Из кинематической схемы видно, что резьба на шпинделе 2 и контргайке 12 выпол- Зр иена такой, что при повороте ее на угол q> в горизонтальной плоскости гайка перемещается на величину е в вертикальном направлении, обеспечивая постоянное натяжение гибкой многозвенной ленты 4.

Таким образом, возможность получения различных диаметров скважин в процессе резания, автоматическая установка угла подъема гибкой ленты с режущими элементами в зависимости от диаметра скважины, а также обеспечение так называемого «косого резания» позволяет расширить технологические возможности устройства, повысить производительность и стойкость его режущих элементов.

Формула изобретения

1. Устройство для бурения отверстий во льду, содержащее коническую бурильную головку, забурник, жестко связанный со шпинделем, и режущие элементы, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет бурения отверстий различного диаметра и снижения энергозатрат, бурильная головка выполнена состоящей из отдельных лепестков, шарнирно соединенных со шпинделем нижними концами, . и снабжена механизмом регулирования раскрытия и фиксации лепестков, причем режущие элементы смонтированы на гибкой многозвенной ленте, а последняя установлена винтообразно на наружной поверхности бурильной головки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм регулирования раскрытия и фиксации лепестков представляет собой контргайку, установленную на шпинделе со смонтированными на ней посредством шарниров жесткими тягами, при этом концы последних закреплены на внутренних поверхностях лепестков.

1605113

Фиг. 2

16051l3

l

Составитель Е. Новикова

Техред А. Кравчук Корректор О. Кравцова

Тираж 443 Подписное

Редактор Е. Папп

Заказ 3447

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101