Шарошечный инструмент уступного действия

 

Использование: бурение вертикальных и наклонных шахтных выработок шарошечным инструментом уступного действия. Сущность: корпус 4 выполнен в виде усеченного конуса. Большее основание конуса расположено со стороны вооружения 5. Центральный угол конуса 4 находится в пределах 50° а 180°. При работе в месте соединения корпуса 4 с вооружением 5 не образуется сальник. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 10/12

ГОСУДАРСТВЕН<ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г,Г, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К ПАТЕНТУ

c pic lq ( (21) 4859392/03 (22) 14.08.90 (46) 07.11.92. Бюл. hh 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства (73) И.А.Купчинский, Е.С.Олейников и

А,С. Гильман (56) Гросскемпер Г.Ю. Разрушающая способность, энергоемкость и производительность различных видов буровых шарошек в песчаниках карбона, Глюкауф М 17, 1971, с.

12-14, рис. 10.

Изобретение относится к бурению вертикальных и наклонных шахтных выработок, а конкретно — к шарошечному инструменту для оснащения буровых органов уступного действия.

Известен шарашечный инструмент для оснащения буровых органов большого диаметра, включающий шарошкодержатель, соединяемую с ним ось и вращающийся венец с зубчатым вооружением на поверхности (см., например, проспект "Hughes

sepies 12 shuft cutters" компании "Hughes

Tool Company", США, 1973). Такой инструмент имеет герметизированную маслонаполненную и поэтому достаточно долговечную опору качения, достаточно эффективное вооружение применительно к хрупким породам. Однако применительно к эффективным буровым органам уступного (тангенциального) действия (см„например, Качан В.Г.. Купчинский И.А. Бурение шахтЯ2» 1774983 А3 (54) ШАРОШЕЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ УСТУПНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Использование: бурение вертикальных и наклонных шахтных выработок шарошечным инструментом уступного действия.

Сущность: корпус 4 выполнен в виде усеченного конуса. Большее основание конуса расположено со стороны вооружения 5.

Центральный угол конуса 4 находится в пределах 50 а 180 . При работе в месте соединения корпуса 4 с вооружением 5 не образуется сальник. 1 ил. ных стволов и скважин, М.: Недра, 1984, с, 18-19) такой инструмент малоэффективен при бурении в вязких породах вследствие образования сальника на действующей части вооружения и невозможности свободного выхода сальника за пределы этой части.

Известен подобный инструмент с многодисковым вооружением, невооруженная поверхность венца которого выполнена в виде усеченного конуса с центральным углом 20 (см. там же, угол конусности F согласно таблице). Этот инструмент также малоэффективен при бурении в вязких породах, так как породой забиваются промежутки между дисками.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и техническому эффекту является шарашечный инструмент с однодисковым вооружением и цилиндрическим корпусом венца (см„например, Гросскемпер Г.Ю. Разрушающая способность, 3

1774983

35 энергоемкость и производительность различных видов буровых шарашек в песчаниках карбана, — Гл окауф", ¹ 17, 1971. сс, 12-14. рис. 10). Этот инструмегп наиболее эффективен применительно к буровым органам уступнаго действия, Однако и ан при бурении в сальникоабразующих породах ограничивает продолжительность работы бурового органа, поскольку мелкадисперсный шлам склонной к адгезии породы, вытесняемый иэ зоны действия вооружения, постепенно напрессовывается на нерабочую (цилиндрическу а) поверхность венца, в результате чего он садится на уступ, что по эффекту аналогично тому, что отра>кено на рис. 8 к указанной статье Гросскемпера; проходка при зтам прекращается, и необходим подъем бурового аргача на поверхность для очистки инструмента ат сальника, Цель изобретения — павьипение произвадительности инструмента за счет уменьшения сальникаабразавания.

Поставленная цель дастигаегся тем, что корпус венца выполнен в виде усеченного конуса, большим основанием расположенного со стороны вооружения, причем центральный угол и конуса находится в пределах 50» а»180О.

Отличительный признак предлагаемого изобретения — пределы центрального угла конуса: 50" » а »180О.

Сравнение предлагаемого технического решения с известными, а также с прототипам, свидетельствует о наличии и данном решении нового признака, а также ас,вязи этого решения с известными, т.е, о соответствии предлагаемого техни ескага решения критерию новизны.

Сравнение с прототипом и другими известными решениями не позволило выявить признак, аналогичный тому, которым предлагаемое решение отличается от прототипа и который обеспечивает новый технический эффект, заключающийся в повышении производительности инструмента за счет уменьшения сальникоабразования, что позволяет считать отличие предлагаемого технического решения соответствующим критери о "существенных".

На черте>ке npeäñòàâëåH пример выполнения предлагаемого инструмента (в ситуации бурения па сальникаабразующей породе применительно к клиновидна-дисковому вооружению шарашки).

Посредством шарашкадержателя 1 порадаразрушающий инструмент крепится к корпусу 2 бурового органа. К шарошкодер>кателю 1, в свою очередь, прикреплена ось

3 шарашки, на которой свободно вращается корпус 4 венца шарашки, снабженный вооружением 5. Корпус 4 венца шарашки выполнен в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны вооружения 5.

Шарашечный инструмент предлагаемой конструкции функционирует следующим образом.

Перекатываясь по кольцевому уступу породного забоя 6 шириной Нуст и находясь под действием усилия подачи, вооружение

5 шарашки отделяет от породного массива в сторону поверхности обнажения В кусок породы, ограниченный поверхностью разрушения С, Если разрушаемая порода — вязкая и липкая, в процессе перекатывания вооружения 5 па уступу 6, а также образования лунки А мелкие частицы породы налипают на внутреннюю сторону вооружения 5 и в та >«e âðåìÿ выдавливаются из лунки А в сторону корпуса 4 венца шарашки и достигают этого корпуса, в результате чего постепенно образуется кольцевой шламовый сгусто < D.

В предлагаемой конструкции шарашечного инструмента корпус 4 венца шарашки имеет коническую форму с центральным углом а ="- 50О, благодаря чему шламовый сгусток О, скользя вдоль конической поверхности корпуса 4 венца, вытесняется из пространства между породным уступом и корпусом 4; условия прессования сгустка 0 в сальник исключаются, а в рыхлом состоянии сгусток 0 отделяется от шарашечного инструмента, выйдя из зоны прессования, т,е. за пределы ширины уступа Нуст, благодаря чему венец шарашки не заклинивается и производительность бурения не снижается.

Ф а рмул а изобретен ия

Шарашечный инструмент уступнаго действия, содержащий шарошкадержатель и установленный на шарошкодержателе с воэможностью вращения шарашечный венец в виде корпуса и клиновидно-дискового вооружения, закрепленного к торцу корпуса са стороны периферии инструмента, о т л ича lo щи и с я тем, что, с целью повышения производительности инструмента за счет уменьшения сальникообразования, корпус выполнен в виде усеченного койуса, большим основанием расположенного со стороны вооружения, причем центральный угол конуса находится в пределах

50 «» а .=180 .

1774983

Составитель И,Купчинский

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л.Филь

Редактор

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

Заказ 3945 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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