Разъемное соединение бурового инструмента
Изобретение относится к горному инструменту, а именно к соединениям буровых штанг с коронками, преимущественно для ударно-вращательного бурения. Предложенное разъемное соединение бурового инструмента включает хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента. С целью упрощения конструкции соединения и повышения к.п.д. передачи энергии от привода к рабочему органу головка бура выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности под стержневой фиксатор. Диаметр стержневого фиксатора меньше высоты кольцевой проточки. Узел передачи крутящего момента - в виде кулачкового механизма, образованного совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика коронки и большей ступени головки бура. Между торцом головки бура и дном полости хвостовика коронки расположены сменные диски, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика коронки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к горному инструменту, а именно к соединениям буровых штанг с коронками, преимущественно для ударно-вращательного бурения.
Известно соединение бурового инструмента, включающее сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной и центрирующей концентричной поверхностью и соответствующее его профилю посадочное гнездо буровой коронки, при этом торцевая поверхность наконечника штанги контактирует с поверхностью днища гнезда коронки (см. авт. св. СССР №538131, кл. Е21В 17/04, 1974).
Недостатком данного соединения является малая контактная поверхность наконечника штанги с буровой коронкой, что приводит к быстрому выходу из строя наконечника буровой штанги, особенно при использовании тяжелых перфораторов, и, как следствие этого, к удорожанию буровых работ.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является разъемное соединение бурового инструмента, включающее хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента (см. авт. св. СССР №1049649, кл. Е21В 17/04, 1983).
К недостаткам данного соединения следует отнести сложность конструкции, что ведет к удорожанию бурового инструмента с данным видом соединения. Другим недостатком соединения является низкий коэффициент передачи ударной энергии от перфоратора непосредственно на коронку, связанную жестким соединением наконечника штанги с буровой коронкой.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции соединения и повышение коэффициента передачи энергии на буровую коронку.
Указанный технический результат достигается тем, что в разъемном соединении бурового инструмента, включающим хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента, согласно изобретению головка бура выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности под стержневой фиксатор, диаметр которого меньше высоты кольцевой проточки, а узел передачи крутящего момента - в виде кулачкового механизма, образованного совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика коронки и большей ступени головки бура.
Достижению указанного технического результата способствует также и то, что между торцом головки бура и дном полости хвостовика коронки расположены сменные диски, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика коронки.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид соединения в продольном разрезе.
Разъемное соединение бурового инструмента включает хвостовик 1 коронки 2 с полостью 3 и промывочными каналами 12 и установленную в ней ступенчатую головку бура 4, закрепленную посредством стержневого фиксатора 5, размещенного в радиальном канале 6 хвостовика 1 коронки 2. Головка бура 4 выполнена с кольцевой проточкой 7 на наружной поверхности под стержневой фиксатор 5, при этом диаметр - D фиксатора 5 меньше высоты - Н кольцевой проточки 7, что гарантирует передачу ударной нагрузки от перфоратора непосредственно на коронку 2. Это значительно увеличивает удельную нагрузку на буровую коронку и тем самым повышает к.п.д передачи энергии от привода (перфоратора) на рабочий орган (буровую коронку), обеспечивая эффективность разрушения породы, особенно при бурении по твердым и крепким породам.
Между контактирующими торцевыми поверхностями 8 и 9 соответственно головки бура 4 и дна хвостовика 1 коронки 2 расположены сменные диски 10, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика 1 коронки 2. Благодаря использованию таких дисков практически исключается вероятность деформации хвостовика 1 бура 2, т.к. реакция забоя через породоразрушающие элементы коронки 2 воспринимается дисками 10. При этом благодаря сменности дисков 10 они могут быть использованы многократно.
В процессе работы передача крутящего момента от головки бура на буровую коронку 2 осуществляется кулачковым соединением 11, образованным совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика 1 коронки 2 и большей ступени головки бура 4. Осевая ударная нагрузка передается от головки бура 4 на буровую коронку 2 через сменные диски 10. Фиксатор 5 в данном соединении служит только для удержания коронки 2 от выпадения и не является силовым элементом, что упрощает монтаж и особенно демонтаж соединения по сравнению с прототипом.
Предложенное соединение позволяет упростить его конструкцию, следовательно, и уменьшить стоимость бурового инструмента, а также повысить эффективность работы породоразрушающего инструмента благодаря увеличению к.п.д. передачи энергии от привода на рабочий орган.
1. Разъемное соединение бурового инструмента, включающее хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента, отличающееся тем, что головка бура выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности под стержневой фиксатор, диаметр которого меньше высоты кольцевой проточки, а узел передачи крутящего момента - в виде кулачкового механизма, образованного совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика коронки и большей ступени головки бура.
2. Разъемное соединение бурового инструмента по п.1, отличающееся тем, что между торцом головки бура и дном полости хвостовика коронки расположены сменные диски, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика коронки.
