Стенд для исследования процесса шнековой закладки буровых скважин

 

Союз Советских

Соцмапмстмческмх

Респубпмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii887817 (61) Дополнительное к авт. свид-ву-(22)Заявлено 25.10.79 (21) 2836405/22-03 (51)M. Кл.

Е 21 F 15/00 с присоединением заявки №-Гооударстеенный комитет (23) Приоритет— во делам изобретений и открытий

Опубликовано 0 7 . 12 . 81 . Бюллетень ¹ 45

Дата опубликования описания 07.12.81 (53) УДК622.273. . 2(088. 8) (72) Авторы изобретения

В. В. Ламбров, В. H. Сытенков и В. П. Давыдов (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ШНЕКОВОЙ

ЗАКЛАДКИ БУРОВЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для экспериментального исследования параметров процесса шнековой за— кладки буровых скважин, и может быть использовано и в других отраслях на5 родного хозяйства при выполнении исследований по изучению структуры процессов уплотнения материалов, перемещаемых шнеком, например в технологи—

f0 ческих исследованиях процессов прес— сования полимеров в химической про— мышленности, пои исследовании прессовых сеялок в сельском хозяйстве и т. и.

Известен стенд для исследования формирования закладочного массива при щитовой системе разработки, включающий цилиндрическую емкость, поршень, динамометр, тензодатчики, метрический шток, опорную, укрепленную на шарнирах раму, приборы Для съема показаний тензодатчиков и приборы самописцы, при этом метрический шток выполнен с кольцевыми проточками и снабжен двумя опорными кольцами, установленными с возможностью передвижки и фиксации на нем (11.

Однако этот стенд нельзя использовать для исследования параметров процесса шнековой закладки буровых скважин.

Известен стенд для исследования параметров процесса шнековой закладки буровых скважин, содержащий гильзу, дозирукхций шибер, установленные в гильзе шнеки, снабженные вращателем, и опорную раму j2). Гильза имитирует буровую скважину и имеет окна из прозрачного материала.

Однако такой стенд дает возможность исследователю работать в узкой области, ограниченной только визуальной оценкой процесса закладки с точки зрения геометрического формирова- . ния потока материала, транспортируемого шнеком, и поведения вращателя при нормальном, режиме и перегрузках.

8878! «I

При этом нельзя пол у чить оч1 нь в IJK ную информацию о распределении и из— менении усилий формирования потока материала до момента его взаимодейст— вия с дном гильзы (имитирующей забой буровой сква1кины), в начале этого взаимодействия и при последующем течении процесса собственно уплотнения закладочного материала вследствие его сжа4

11;l II,JII 1 11реп< тая.IE Ji ст Jljj, 1 яд сбоку; на фи1 . 2 — р;1зре 1 A — Л фиг, 1.

Стенд содержит до 1ир ующий п1и б ер 1 и установленный в гил .«å 2, имитирую— щей буровую скважину с дном 3, UJHBK

4, соединенный с Hp ашателем, включаю— щим муфты 5 и 6, понижающий редуктор

7 и двигатель 8.

Гильза 2 установ.1ена с возможно!

30 процесса.

35 тия дном гильзы и прессующим витком шнека. Известный стенд не имеет также устройств по замеру крутящего момента, осевых усилий, развиваемых п1неком, частоты вращения шнека и скорости за— полнения гильзы закладочным материалом, позволяющих при синхронной записи всех параметров, например, на ленте осциллографа получить более полную научную информацию об их корреляцион— ных и функциональных связях. Эта информация очень важна для выбора оптимальных конструктивных параметров шнековых машин и режима их работы, обе— спечивающих достаточно высокую степень уплотнения закладочного матери— ала, необходимую производительность в функции пар аметров устойчивости уступов карьеров, подрабатываемых скважи— нами и др.

Цель изобретения — расширение области исследования путем реализации регулируемого сопротивления уплотнению закладочного материала в шнеке с одновременным измерением параметров

Это достигается тем, что стенд снабжен направляющей для гильзы, выполненной в виде трубы и установленной соосно с гильзой, регулировочным тормозом, платформой, выполненной в виде ползуна, направляющими для платформы, ограничителем хода платформы, установленным на опорной раме, упором, установленным на платформе и динамометром, при этом гильза установлена с возможностью осевого перемеще— ния относительно шнека в соосно установленной направляющей для гильзы, которая, в свою очередь, установлена на платформе, а динамометр — между упором и гильзой, при этом регулировочный тормоз выполнен в виде фрикционной накладки, охватывающей часть внешней поверхности трубы и установленной с возможностью взаимодействия с ней посредством регулировочного подпружиненного винта, гайки и хомута, прикрепленнс гo к ol(opHoA раме.

55 стью осевого перемещения относитсль— но шнека 4 в соосной пзправ:1яющей для гильзы, вьгполненной в виде трубы 9, в которой эта гильз11 р 1спо 1ожена свободно. Наппавляющая труба 9:креплена на подвижной В oc e0ot 11 I!ID ав:1ении платфорл",е 10, выполпс1 ной в виде пол— эуна, свободно установленного II пав правляющих 1 для пчатфорлш1, которыми снабжена общая опорная рама 12 стенда, имеющая ограничитель 3 хода ьчатфор— мы, Труба 9 снабжена регулиповочн11м тормозом, обеспечиваюп1им реализацию регулируел1ого сопротивления уплотнению в гильзе 2 закладочного материала (на чертеже не показ "",II1 и выполненным в виде фрикционной накладки 14, охваты— ваюшей часть внешней поверхности трубы 9 и прижимаемой к трубе 9 регули— ровочным подпружиненным винтом 8 при помощи гайки 16, находящейся на хомуте 17, прикрепле:1ном к опорной раме

12. !

Цнек - около дозируюшего шибера выполнен с унеличенныл1 шагом витков, а ближе к дну 3 гильзы 2 — с ул1еньшением для увеличения силы осевогс пе— ремещения закладочного материала.

Стенд укомплектован шнеками 4 с раз— личным шагом витков и соотношением диаметров несушей трубы и собствен—

IIо витков,номера отдезbíо нp. присвo ены, .

Платформа 10 снабжена упорол1 18. и динамометром 19 сжатия, установлен— ным между упором и г11льзой, измерителем 20 скорости относительного перемещения шнека 4 и гильзы 2 (например, индукционного типа), а вращатель тахометром 21 и измерителем 22 реличи— ны крутящего момента, развиваемого вращателем !использован прибор, заме— ряюший ток статора двигателя 8, который пр опорци онален крутящему моме н— ту) .

Параметры стенда позволяют y«танавливать дно 3 гильзы 2 на различных расстояниях от динамометра 19 с 11епью выявления длите 1ьIIO<1ти и характе—

887817 ра формирования шнеком осевых усилий в гильзе в з ависимости от конструктивных параметров шнека и частоты его вр ащения .

Стенд работает следующим образом.

Стенд работает при оснащении одним каким-либо типоразмером шнека и при расположении дна гильзы на расстоянии от динамометра.

Включают вращатель и регистрирующие приборы (измеритель 20 скорости относительного перемещения шнека 4 и гильзы 2, тахометр 21 и измеритель 22 величины крутящего момента вращателя) и через дозирующий шибер подают с заданной скоростью исследуемый закладочный материал с известными физикомеханическими свойствами на шнек

В зависимости от количества подавае— мого закладочного материала, задаваемой частоты вращения шнека 4 и пр. определяют силовые и скоростные параметры формирования потока материала по длине гильзы 2, что оценивается визуально и фиксируется регистрирующими приборами. При завершении этого процесса начинается уплотнение закладочного материала между дном гильзы и прессующим витком шнека. В начальный момент уплотнения закладочного материала шнеком 4 создается осевое усилие, достаточное лишь для поступательного перемещения гильзы 2 по соосной направляющей трубе 9. Параметры этого процесса также фиксируются. Пройдя расстояние д гильза 2 упирается дном

3 в динамометр 19, который при этом автоматически получает электрическую связь с осциллографом и фиксирует развиваемые шнеком усилия. После этого пооисходит дальнейшее уплотнение закладочного материала в гильзе 2 до тех пор, пока осевое усилие, создаваемое шнеком 4 и передаваемое через динамометр 19 и упор 18 на платформу

10, не превысит противодействующего усилия, создаваемого регулировочным тормозом. Платформа 10 с направляющей трубой 9 и гильзой 2 перемещается вдоль оси вращения шнека в направляющих 11 по раме 12, имитируя извлечение бурового става из скважины. Силовые и скоростные параметры процесса собственно закладки уплотнения за--кладочного материала также фиксируются.

После заполнения гильзьг закладочным материалом производится замена шнека на шнек с другими конструктив16

20

Формул а и з о бр е тени я бО

35 б5

55 ными параметрами из имеющегося комплекса, гильза освобождается от закпадочного материала, платформа 10 возвращается в первоначальное (лижнее к вращателю положение, задаются скорость истечения. закладочного материала из дозирующего шибера и усилие уплотнения закладочного материала в гильзе, и цикл исследований повторяется .

Регулировка усилия, противодействующего перемещению платформы 10 и являющегося. в данном случае усилием уплотнения, закладочного материала в гильзе, осуществляется изменением силы прижатия фрикционной накладки 14 к внешней поверхности трубы 9 при по" мощи винта 15 и гайки 1б.

Таким образом, предлагаемая конструкция стенда обеспечивает реализацию, регулировку и фиксирование сило— . вых и скоростных характеристик процесса шнековой закладки буровых скважин. Экономическая эффективность предлагаемого стенда определяется по эффекту, обусловленному экспериментально обоснованными рекомендациями по реализации шнековой закладки буровых скважин при шнекобуровой выемке полезных ископаемых, обеспечивающими ускоренное внедрение в горную промышленность такой технологии работ, необходимую и достаточную степень уплотнения закладочного материала в скважине, выбор оптимальных конструктивных и режимных параметров шнекобуровой выемки со шнековой закладкой скважин.

1. Стенд для исследования процесса шнековой закладки буровых скважин, включающий гильзу, имитирующую буровую скважину, дозирующий шибер, установленные в гильзе шнеки, соединенные с вращателем,,и опорную раму, отличающийся тем, что, с целью расширения. области исследования путем реализации регулируемого сопротивления уплотнению закладочного материала в гильзе с одновременным измерением параметров процесса, он снаб— жен направляющей для гильзы, выполненной в виде трубы и установленной соосно с гильзой, регулировочным тормозом, платформой, выполненной в виде ползуна направляющими для платформы, orpаничителем хода платформы. смонти7

88781!

Фиг /

ВНИИПИ Заказ 10697/6 Тираж 466 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 р ованным на опорной р аме, упор ом, у с— тановленным на платформе, и динамометром, при этом гильза установлена с возможностью осевого перемещения от— носительно шнека в соосно установленной направляющей для гильзы, которая, в свою очередь, установлена на платформе, а динамометр — между упором и гильзой.

2.Стендпоп.1,отличаю шийся тем, что регулировочный тормоз выполнен в виде фрикционной накладки, охватывающей часть внешней поверхности трубы и установленной с

7 8 возможностью взаимодействия с ней посредством регулировочного подпружиненного винта, гайки и хомута, при— крепленного к опорной раме .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 6 196 79, кл . Е 21 Г 15/00, 19 73.

2. Горленко В. В. Исследование и выбор основных параметров бурозакладочной установки типа БУГ для закладки породы в скважины. Дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук. Донецк, 1977, с. 7-)9 (прототип) .