Буровая штанга для вращательного бурения шпуров

Изобретение относится к угольной промышленности, а точнее к буровым штангам для вращательного бурения шпуров в горных породах. Технический результат - увеличение прочности буровой штанги при передаче крутящих моментов на буровой инструмент и обеспечение одинакового момента инерции во всех продольных сечениях штанги. Буровая штанга для вращательного бурения шпуров состоит из тела штанги с треугольным поперечным сечением, описанным овальной кривой постоянной ширины, хвостовика и замка для закрепления резца. 2 ил.

 

Изобретение относится к угольной промышленности, а точнее к буровым штангам для вращательного бурения шпуров в горных породах.

Известна буровая штанга для бурения шпуров, тело которой выполнено с круглым поперечным сечением. Штанга имеет конусное соединение с резцом и шпинделем бурильной машины (Друкованый, М.Ф. Справочник по буровзрывным работам [Текст] / М.Ф. Друкованый, Л.В. Дубнов, Э.О. Миндели, К.И. Иванов, В.И. Ильин. - М.: Недра, 1976. - 631 с., С. 483).

Недостатком такой буровой штанги является трудность удаления из шпура отбуренной горной породы, так как тело штанги может занимать большую часть объема шпура.

Наиболее близкой к предлагаемой является буровая штанга, состоящая из тела штанги, выполненного в виде трехзаходного винта с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, хвостовика и замка для закрепления резца. Выполнение штанги с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника обеспечивает пространство между стенкой шпура и телом штанги в виде пустых сегментов (SU №208606 А1, МПК Е21В 17/00, опубл. 17.01.1968)

Существенным недостатком буровой штанги, выполненной с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, является наличие точек, расположенных на серединах сторон треугольника, в которых возникают наибольшие напряжения, что может приводить к появлению в этих точках трещин, уменьшающих прочность всей штанги. К тому же, при нагружении штанги осевой силой, поперечное сечение в виде равностороннего треугольника имеет неодинаковый момент инерции сечений относительно продольной оси (Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя. Том 1 [Текст] / В.И. Анурьев. - М.: Машиностроение - 1, 2006. - 928 с., с. 66).

Техническая проблема, которую решает настоящее изобретение, это не только увеличение прочности буровой штанги при передаче крутящих моментов на буровой инструмент, но и обеспечение одинакового момента инерции во всех продольных сечениях штанги.

Техническая проблема решается тем, что в известной буровой штанге для вращательного бурения шпуров, состоящей из тела штанги с треугольным поперечным сечением, хвостовика и замка для закрепления резца, согласно изобретению тело штанги выполнено с поперечным сечением в виде фигуры, описанной овальной кривой постоянной ширины (Яглом, И.М. Выпуклые фигуры. Выпуск 4 [Текст] / И.М. Яглом, В.Г. Болтянский. - М-Л.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1951. - 631 с., 90).

Технический эффект предлагаемого изобретения заключается в исключении точек на поперечном сечении штанги, в которых происходит концентрация напряжений, а также в увеличении продольной и осевой жесткости штанги.

Известно, что кроме круглого, постоянную ширину сечения имеет овальное сечение, описанное выпуклой кривой в виде так называемого треугольника Рело (Математика. Большой энциклопедический словарь [Текст] / Гл. ред. Ю.В. Прохоров. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. - 848 с.: ил., с. 478). Основным отличием такого сечения является то, что оно ограничивается тремя дугами окружностей радиуса R. Такое выполнение сечения буровой штанги обеспечивает существенное увеличение как продольной, так и поперечной ее жесткости. К тому же, поперечное сечение штанги по овальной кривой не содержит по периметру сечения концентраторов напряжений.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображена буровая штанга для вращательного бурения шпуров, на фиг. 2 -поперечное сечение предлагаемой буровой штанги.

Буровая штанга состоит из тела штанги 1, хвостовика 2, замка 3 для закрепления резца.

Построение поперечного сечения заявляемой штанги выполняется в следующей последовательности. Радиусом R1 из центра 0 строится окружность 4 диаметром, меньшим диаметра шпура на величину, обеспечивающую зазор между телом 1 буровой штанги и шпуром. Из точки А радиусом R1 проводится дуга B0D. Точка С определяется на пересечении окружности 4 с прямой, проведенной через точки А и 0. Точки В, С и D соединяются между собой дугами ВС, CD, и DB проведенными радиусом R2 соответственно из точек D, В и С, что приводит к появлению овальной кривой постоянной ширины.

Работает предлагаемая буровая штанга следующим образом: штанге задается вращательное движение с осевой подачей на забой вдоль оси вращения. В процессе вращательного движения и одновременной подачи на забой буровой резец, закрепленный на штанге, срезает горную породу, при этом отбуренная горная порода удаляется через пустоты, располагающиеся между стенками шпура и овальным телом штанги.

Положительный результат заявляемого изобретения заключается в исключении точек на поперечном сечении штанги, в которых происходит концентрация напряжений, а также в увеличении продольной и осевой жесткости штанги.

Буровая штанга для вращательного бурения шпуров, состоящая из тела штанги с треугольным поперечным сечением, хвостовика и замка для закрепления резца, отличающаяся тем, что тело штанги выполнено с поперечным сечением в виде фигуры, описанной овальной кривой постоянной ширины.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к бурению скважин. Технический результат – получение прочного штукатурного слоя на стенке скважины, а также последовательное осуществление процесса штукатурения.

Изобретение относится к области бурового оборудования, а именно к устройствам, используемым в составе силовых вертлюгов, устанавливаемых на мобильные буровые установки и предназначенных для текущего и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к буровым установкам с подвижным вращателем, применяемым в геологоразведочном бурении. Буровая установка включает основание с четырехгранной мачтой, подъемник, несущий подвижный непроходной вращатель с гидропатроном с возможностью выдвижения от оси скважины для подачи к месту аккумуляции и обратно присоединяемых и отсоединяемых от колонны бурильных свечей, состоящих из одной трубы, карусельный магазин с автоматическим захватом свечи за ее верхний конец в момент приема от вращателя и стационарный трубодержатель.

Изобретение относится к горному делу, а именно к буровой технике, и предназначено для исследования режимов бурения горных пород. Техническим результатом является повышение точности измерения режимных параметров бурения за счет возможности независимого приложения к отрезку буровой штанги с буровым инструментом крутящего момента, усилия подачи, импульсов крутящего момента и импульсов осевого усилия.

Изобретение относится к шахтной буровой технике, а именно к станкам для проходки скважин различного назначения на подземных горных работах. Станок содержит несущую раму, буровую головку в составе гидромотора, цилиндрического редуктора и зажимного патрона; гидроцилиндры подачи головки и бурильного инструмента по направляющим, неподвижный зажимной патрон и устройство поворота рамы в вертикальной плоскости.

Изобретение относится к горной промышленности, к бурильным машинам вращательного типа. .

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для бурения геолого-разведочных скважин, скважин на воду и проведения инженерно-геологических изысканий.

Изобретение относится к горному делу, а именно к проходке горизонтальных горных выработок буровзрывным методом при подземной разработке месторождений полезных ископаемых и строительстве подземных сооружений.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровым станкам, и может быть использовано для бурения шпуров и скважин различного назначения. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровой технике, и может найти применение в конструкции станков для бурения скважин ударно-вращательным способом в подземных условиях.

Изобретение относится к устройству для нарезания резьбы на трубах на устье скважин. Устройство состоит из корпуса, резцедержателя, механизмов вращения и подачи режущего инструмента, смонтированных на обойме центрирующей с установленным на ней приводом и оснащенной сменными установочными винтами, обеспечивающими монтаж устройства для нарезания резьбы на трубах различного диаметра, вращение корпуса вокруг оси трубы на обойме центрирующей осуществляется за счет планетарной зубчатой передачи по направляющим в подшипниках качения, обеспечивая при этом автоматическое, без использования специального копира, перемещение резцовой головки в продольном и поперечном направлениях по отношению к оси трубы с выполнением, посредством сменяемого режущего инструмента, операций отрезания оголовка трубы, торцевания и формирования на ней заходной фаски, продольного ее точения на конус и нарезания резьб за счет имеющихся в составе устройства и устанавливаемых на вращающийся корпус без его разборки сменных комплектов зубчатых и винтовых передач, передаточные отношения и шаги резьбовых пар которых подбираются методом проведения соответствующих расчетов, обеспечивающих выполнение параметров нарезаемых резьб с назначением при этом нормативных значений величин технологических режимов резания и надлежащего качества исполнения.

Группа изобретений относится к нефтепромысловым трубам с резьбовыми соединениями, предназначенным для крепления стенки ствола пробуренной скважины. Резьбовое соединение обсадных и насосно-компрессорных труб имеет резьбовую часть, а также конструкцию герметизирующего узла типа «металл-металл», которая представляет собой комбинацию уплотнительных элементов, обеспечивающих 100% эффективность работы соединения на сжатие и растяжение, в том числе при воздействии внутреннего и внешнего давления среды, что обеспечивается выполнением требований по соотношению размеров уплотнения типа «сфера-конус», в котором радиальная уплотнительная поверхность выполнена с двумя последовательно расположенными тороидальными поверхностями, которые при осевом контакте заплечиков образуют с ответной уплотнительной поверхностью охватывающего элемента два уплотнения, сохраняющие герметичность при любом сочетании нагрузок.

Изобретение относится к центрирующим устройствам для установки пакеров, якорей и т.п. в эксплуатационную колонну скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для центрирования внутрискважинного оборудования. Технический результат – упрощение конструкции и повышение надежности.

Изобретение относится к скважинной эксплуатационной обсадной колонне, предназначенной для введения в ствол скважины в пласте. Технический результат – улучшение обсадной колонны.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, преимущественно к устройствам для герметизации эксплуатационных колонн и отключения пластов. Устройство содержит башмак с центратором, герметично соединенный с пластырем в виде гладкого металлического патрубка, имеющего снаружи на концах эластичные уплотнительные кольца, а внутри - узел расширения пластыря.

Группа изобретений относится к цементированному карбиду для компонента, подвергаемого воздействию давления текучей среды. Согласно варианту 1 цементированный карбид содержит Со, Ni, TiC, Mo, WC и Cr3C2.

Изобретение относится к буровой технике. Технический результат - повышение надежности крепления гибкого длинномерного изделия на НКТ в области муфтового соединения и упрощение технологии крепления.

Группа изобретений относится к морской добыче углеводородов из скважины на платформу. Технический результат – непрерывная добыча углеводородов, за счет непрерывной эксплуатации судна-трубоукладчика.

Изобретение используется для токоподвода и двухсторонней передачи сигналов с устья скважины на системы телеметрии низа буровой колонны в процессе бурения. Электрический кабель подают внутрь бурильной трубы БТ(1) секциями С (2), длина которых равна длине БТ (1).

Изобретение относится к угольной промышленности, а точнее к буровым штангам для вращательного бурения шпуров в горных породах. Технический результат - увеличение прочности буровой штанги при передаче крутящих моментов на буровой инструмент и обеспечение одинакового момента инерции во всех продольных сечениях штанги. Буровая штанга для вращательного бурения шпуров состоит из тела штанги с треугольным поперечным сечением, описанным овальной кривой постоянной ширины, хвостовика и замка для закрепления резца. 2 ил.

Наверх