Ударный узел бурового устройства

 

Использование: бурение скважин в горных породах путем воздействия на забой косонаправленного удара. Сущность изобретения: узел содержит корпус с размещенным в нем поршнем-ударником и инструмент, верхняя торцовая поверхность которого выполнена в виде зубьев, а одна из боковых поверхностей имеет винтовой профиль. Для получения косонаправленного удара при повышении надежности работы на обращенной к инструменту торцовой поверхности корпуса выполнены зубья, ответные зубьям инструмента. Задняя, обращенная в сторону, противоположную направлению вращения инструмента, боковая поверхность зубьев корпуса имеет винтовой профиль, при этом высота этих зубьев не превышает осевого перемещения инструмента . Между обращенными в сторону направления вращения инструмента передними боковыми поверхностями зубьев корпуса и сопряженными с ними боковыми поверхностями зубьев инструмента образованы полости, гидравлически связанные с жидкостной камерой, образованной между корпусом и инструментом на уровне сопряжения зубьев. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

СО|ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s<)s Е 21 С 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪ|ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766372/03 (22) 06,12.89 (46) 30.04.92. Бюл, ¹ 16 (71) Восточный научно-исследовательский горнорудный институт (72) Е.Е.Тырышкин, А.П.Любкин и В.П,Любкин (53) 622. 233,52(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹332209,,кл. Е 21 С 3/24, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 628300, кл. Е 21 С 3/24, 1975. (54) УДАРНЫЙ УЗЕЛ БУРОВОГО УСТРОЙСТВА (57) Использование: бурение скважин в горных породах путем воздействия на забой косонаправленного удара. Сущность изобретения: узел содержит корпус с размещенным в нем поршнем-ударником и инструмент, верхняя торцовая поверхность которого выполнена в виде зубьев, а одна из

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к машинам, предназначенным для бурения скважин в горных породах путем воздействия на забой косонаправленным ударом, Цель изобретения — повышение надежности работы ударного узла бурового устройства, На фиг. 1 показан ударный узел, продольный разрез; на фиг. 2 и 3 — сечение.А-А на фиг. 1 (варианты); на фиг. 4 и 5 — развертка зубчатых соединений; на фиг. 6-10 — . схема последовательной работы зубчатого зацепления.

„„ 4 „„1730443 А1 боковых поверхностей имеет винтовой профиль. Для получения косонаправленного удара при повышении надежности работы на обращенной к инструменту торцовой поверхности корпуса выполнены зубья, ответные зубьям инструмента. Задняя, обращенная в сторону, противоположную направлению вращения инструмента. боковая поверхность зубьев корпуса имеет винтовой профиль, при этом высота этих зубьев не превышает осевого перемещения инструмента. Между обращенными в сторону направления вращения инструмента передними боковыми поверхностями зубь.ъ ев корпуса и сопряженными с ними боковыми поверхностями зубьев инструмента образованы полости, гидравлически связанные с жидкостной камерой, образованной между корпусом и инструментом на уровне сопряжения зубьев. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Ударный узел содержит корпус 1 с полостями прямого 2 и обратного 3 ходов поршня-ударника 4, сообщаемыми с пневмомагистралью посредством каналов

5, 6 и штуцера 7. На контактирующих торцах корпуса 1 и инструмента 8 выполнены с возможностью беззазорного зацепления в исходном положении зубья 9 и 10, соответственно, причем их высота не превышает осевого перемещения инструмента

8, Сопряженные задние, обращенные в сторону, противоположную направлению вращения инструмента 8, боковые поверхности зубьев 9 корпуса 1 и передние, обращенные

1730443

55 в сторону направления вращения инструмента 8 боковые поверхности зубьев 10 инструмента 8 выполнены винтовыми и являются направляющими поверхностями, а в зонах контакта передних, обращенных в сторону направления вращения инструмента 8 боковых поверхностей зубьев 9 корпуса

1 и сопряженных с ними боковых поверхностей зубьев 10 инструмента 8, являющихся рабочими, выполнены полости 11, размещенные симметрично относительно центральной оси узла и сообщенные с жидкостной камерой 12, образованной в корпусе 1 и инструменте 8 нэ уровне сопряжения их зубьев 9, 10 и примыкающей снизу к торцу 13 инструмента 8. Выполненные в корпусе 1 сливные каналы 14 и компенсационный канал 15 расположены на одном уровне и сообщают жидкостную камеру 12 с атмосферой и через ш уцер 16 — с гидромэгистралью. Возможные выполнения полостей 11 изображены на фиг, 2, 4, где сс стороны жидкостной камеры 12 выполнены скосы на задних поверхностях зубьев 10 инструмента 8, и на фиг, 3, 5, где зубья 10 ин;", рументэ 8 выполнены тоньше со стороны задних поверхностей, Возмо>кны и другие варианты выполнения полостей 11.

Ударный узел работает следующим образом.

Под деиствием с>катого воздуха, поступающего из пневмомагистрали через канал

5 s tп оoл о сcтTь 2 2 п р я м о0tго o х оoд а, поршень-ударник 4 разгоняется и ударяет по свободной поверхности жидкости в жидкостной камере 12, образованной до удара за счет баланса притока жидкости в камеру 12 из гидромагистрали через штуцер 16 и компенсационный канал 15 и ее оттока через сливные каналы 14 в атмосферу и находящейся на уровне каналов 14 и 15. При этом в жидкостной камере 12 возникает ударное давление жидкости, которое передается в полости 11, Давление жидкости на торец 13 инструмента 8 создает поступательный импульс, а на задние (рабочие) боковь е поверхности зубьев 10 инструмента 8, примыкающие к полостям 11, вращательный импульс инструMGHTB 8, реализуя косо направленный удар через жидкость. Угол подьема направляющих винтовых поверхностей и соотношение площадей рабочих поверхностей инструмента 8, воспринимающих удар и примыкающих к полостям 11 и жидкостной камере 12. выбирают так, что при винтовом движении инструмента 8 гарантируется нераскрытие стыка контактирующих винтовых. направляющих поверхностей зубьев 10 инструмента 8 и зубьев 9 корпуса 1, что исключает возможность проникновения жидкости в стыковой зазор, По окончании удара поршня-ударника 4 инструмент 8 выходит из зацепления с зубьями корпуса 1, выбрав величину осевого рабочего перемещения, совершает косо направленный удар по забою и возвращается в исходное верхнее положение, переместившись в направлении вращения на один зуб с учетом предшествующего поворота на величину шага зубьев зубчатого зацепления.

На фиг, 6 показано зубчатое зацепление в исходном положении; на фиг. 7 — в фазе промежуточного положения инструмента 8, рабочий ход; на фиг, 8 — в крайнем нижнем положении инструмента 8; на фиг. 9 — в фазе промежуточного положения инструмента 8, обратный ход; на фиг, 10- в новом исходном положении. Канал 5 сообщает полость прямого хода 2 с атмосферой, сжатый воздух из пневмомагистрали через канал 6 и штуцер 7 поступает в полость 3 обратного хода и возвращает поршень-ударник 4 в исходное положение.

Формула изобретения

1 Ударный узел бурового устройства содержащий корпус, установленный в корпусе поршень-ударник и инструмент, верхняя торцовая поверхность которого выполнена в виде зубьев, а одна из боковых поверхностей имеет винтовой профиль, о тл и ч а ю щи и ся тем, что, с целью повышения надежности в работе, на обращенной к инструменту торцовой поверхности корпуса с возможностью безударного зацепления с зубьями инструмента выполнены ответные им зубья, задняя, обращенная в сторону, противополо>кную направлению вращения инструмента, боковая поверхность которых имеет винтовой профиль, при этом высота зубьев не превышает осевого перемещения инструмента, э между обращенными в сторону направления вращения инструмента передними боковыми поверхностями зубьев корпуса и сопряженными с ними боковыми поверхностями зубьев инструмента образованы полости, гидравлически связанные с жидкостной камерой, образованной между корпусом и инструментом на уровне сопряжения их зубьев.

2. Узел по п, 1, отличающийся тем, что полости расположены симметрично относительно центральной оси узла.

1730443 зоадз

1f

1l

11

11

1730443

Составитель 8.Зотов

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор С.Лыжова

Заказ 1503 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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