Устройство для ударно-канатного бурения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТЕЛЬСТВУ

«»791879 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.06 .78 (21) 2629187/29-03 с присоединением заявки Но (23) Приоритет—

Опубликовано 3012,80 бюллетень Но 48

Дата опубликования описания 31.12. 80 (51)PA. Кл з

Е 21 В 1/00

Государственный комитет

СССР по велим изобретений и открытий (53) УДК 621.131. . 34 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Верстов, П. И. Ларионов, А. П. Батенин, Л. Л. Либин и П. Е. Ожерельев

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации,санитарно-технических и специальных строительных работ (71) 3 а яв и тель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНО -КАНАТНОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к области . строительства и может быть использовано при бурении скважин различного назначения с использованием станков ударно-канатного бурения.

Известен виброгрейфер, включающий вибратор с дебалансами, зубчатую передачу и трубчатый корпус „13 .

Особенностью виброгрейфера является то, что привод его вибратора осу- 10 ществляется рабочим канатом бурового станка без спуска в ствол электрического кабеля .

Недостаток виброгрейфера заключается в том, что смонтированный в нем 15 кривошипно-шатунный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения рабочего каната станка во вращательное движение обгонной муфты при диаметре виброгрейфера Я

250 мм и меньше затрудняет использование всей длины хода рабочего каната . Кроме того, приводной механизм имеет значительное количество зубча тых колес и валов, что снижает КНД 25 передачи.

Известно устройство для бурения, включающее корпус, ударный механизм с электромагнитным вибратором, удар- 30

2 ни, м и наковальней, генератор и шток (21 .

Однако его невозможно использовать в условиях ударного бурения скважйм, которое в ряде случаев является наиболее рациональным (например, при бурении скважин на воду).

Целью изобретения является повышение надежности устройства для ударно-канатного бурения.

Указанная цель достигается тем, что на нижней части штока смонтирована обмотка якоря, вдоль корпуса смонтирована обмотка индуктора.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — узел Т на фиг. 1; на фиг . 3 — разрез A-A на фиг. 1; на Фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг . 1.

Устройство состоит из корпуса 1, электромагнитного вибратора 2, грунтозаборной трубы 3, штока 4 с обмоткой якоря 5 и индуктора б, включающего электромагнит 7 с обмоткой 8.

Электромагниты индуктора смонтированы в специальном корпусе 9, укрепленном в корпусе 1.

Верхняя часть корпуса 1 имеет уплотнение 10, герметизирующее отверстие, в котором перемещается шток 4.

791879 частоты колебаний каната 12 и числа установленных пар полюсов индуктора б на пути движения якоря .

При движении штока 4 вниз под действием силы тяжести процесс индуктирования ЭДС происходит так же, как

З и при его движении вверх.

Погружение грунтозаборной трубы

3 и ее заполнение породой происходит под действием ударов, передаваемых наковальне 34 бойком 33 ударника 31 .

Непрерывность колвбаний ударника

31 при нахождении устройства на забое обеспечивается при постоянной работе ударного механизма бурового станка и возвратно-поступательном движении

13 рабочего каната 12.

Расчеты показывают, что при наружном диаметре устройства 250 мм — наиболее приемлемом для условий ударно о.канатного бурения скважин на воду с помощью описанного устройства обес печивается привод электромагнитного вибратора 2 мощностью 2,5-3 кВт при частоте колебаний его ударника 31, 25 равной 800-1000 кол/мин. Опыт приме нения вибрационных средств при бурении показывает, что такой режим колебаний позволяет эффективно погружать в породу устройства диаметром

Я 200-350 мм .

45

При первоначальном движении вверх канат 12 перемещает UToK 4, и обмотка якоря пересекает магнитные силовые линии электромагнитов индуктора б.

Индуктирующаяся при этом в обмотке 60 якоря 5 знакопеременная ЭДС с помощью вентилей преобразуется в пульсирующий ток одного направления и подается в :обмотку электромагнитного вибратора

2. Частота пульсаций тока зависит от 65

На верхнем конце штока 4 укрепляет ся 11, соединяющийся с рабочим канатом 12 станка ударноканатного бурения .

Якорь 5 укрепляется на нижней части штока 4, который в этом месте имеет квадратное сечение 13. Пластины якоря, стянутые стержнями 14 в единый блок 15, сопрягаются со штоком 4 через медную прокладку 16. Для крепления блока 15 используется втулка 17 и гайка 18, навинчивающиеся на резьбовую часть штока .

Электромагниты 7 индуктора, расположенные диаметрально по длине корпу,са 9, крепятся винтами 19. В плоскости, перпендикулярной размещению элект ромагнитов, установлены направляющие

20 и 21.

По направляющей 21 через изоляцион ные прокладки 22 и 23 смонтированы токосъемные шины 24 и 25.

Втулка имеет два выступа 26, расположенные диаметрально, на которых установлены ограничительные ролики

27, передвигающиеся по пазам направляющих 20 и 21. Такое конструктивное решение обеспечивает возвратно.-поступательное движение якоря вдоль продольной оси устройства с неизменной величиной зазора между якорем и индуктором.

На выступах 26 смонтированы также два подпружиненных двуплечих рычага

28, на которых укреплены угольные щетки 29 и 30 . Эти щетки соединены с выходными концами обмотки якоря.

Токосъемные шины 24 и 35 соедийены с обмоткой электромагнитного вибратора и параллельно — с обмотками электромагнитов индуктора.

Электромагнитный вибратор 2 имеет ударник 31, удерживаемый пружиной 32.

Нижняя часть ударника снабжена бойком

33, взаимодействующим с наковальней 34.

Для предотвращения жестких ударов прн достижении штоком 4 крайних верхнего и нижнего положений имеются пружины 35 — на сальнике 10 и Зб — в нижних частях направляющих 20 и 21.

При работe ycтройство, подвешен— ное иа рабочем канате 12 бурового станка, опускается на забой скважины.

После этого включается ударный меха-. низм станка, обеспечивающий возврат но-поступательное движение каната 12 с частотой 50 кол/мин.

После заполнения грунтозаборной " трубы 3 производится подъем устройства на поверхность и его разгрузка обычным путем . Устройства для ударноканатного бурения предложенной конструкции могут применяться не только для разработки пород . В том случае, если от устройства отсоединить грунтозаборную трубу 3, то ее виброударный механизм может быть использован для ликвидации прихватов и заклиниваний бурового инструмента на забое.

Т ех ни ко -э к о номи ч ес кое преимущест†во предлагаемого устройства заключается в том, что значительно улучшаются условия эксплуатации, так как конструктивное решение устройства в наибольшей степени отвечает особенностям ударно-канатного бурения скважин.

Формула изобретения

Устройство для ударно-канатного бурения, включающее корпус, ударный механизм с электромагнитным вибратором, ударником и н ковальней, генератор и шток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения надежности устройства, обмотка якоря генератора смонтирована на нижней части штока, который связан с кана791879 тсм, а обмотка индуктора размецена вдоль корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 604903, кл . Е 02 Э 9/02, 24.11.75.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 542814, кл . Е 21 В Э/12, 06 .10 .75 (прототип) 791879

Составитель Л. Черепенкина

Редактор Д. Павлова Техред М.Коштура Корректор О. Билак

Заказ 94 3 30 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,, 4