Расширитель обратного хода

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ

4I

;/ =-. (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву № 901451 (22) Заявлено 16.05.80 (21) 2925450/22-03 с присоединением заявки ЭЬ (23тПриоритет

Опубликовано 07. 10.82. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 10.10.82 (53)М. Кл.

Е 21 В 7/28

Е 21 D 3/00

3Ьаударотаапай квинтет

СССР аа лолам нзооретений и открытка (53) УД.К 622 24.

051.47:622.24.

051 7 622 24 . 05 1. 77(088. 8

М.С. Сафохин, И. Д. Богомолов, К. В. Начев Л. Е. Маметьев (72) Л вторы изобретения (71) Заявитель

Кузбасский политехнический институт (54) РАСШИРИТЕЛЬ ОБРАТНОГО ХОДА

Изобретение относится к исполнительным органам буровых машин, предназначено для разбуривания скважин обратным ходом и может быть использовано в горном деле.

По основному авт. св. № 901451 известен расширитель обратного хода, включающий верхний и нижний корпуса, приводной вал, кинематическую передачу опорных колес, породоразрушающий инструмент (1).

Недостатком известного устройства является отсутствие принудительного вращения породоразрушающего инструмента, что сказывается на силовых и анергомеханических показателях процесса разрушения.

Бель изобретения - повышение эффективности бурения.

Указанная цель достигается тем; что расширитель обратного хода, включающий верхний и нижний корпуса;:-приводной вал, кинематическую передачу опорных колес и породоразрушающий инструмент, снабжен шпинделем, расположенным в верхнем и нижнем корпусах концентрпчно приводному валу, при этом в верхнем корпусе он кинематически связан с передачей опорных колес, а в нижнем кннематически . связан с породоразрушающими инструмен- тами.

На фиг. 1 показан расширитель, общий вид; на фиг. 2 — схема механизма распора опорных колес. то

Расширитель состоит из верхнего 1 и нижнего 2 корпуссв. Корпуса подвижны относительно друг друга, т. е. могут совершать вращательное движение, и сопряжены между собой. Приводной вал 3 размещен в верхнем и нижнем корпусах расшиI рителя . На приводном валу посредством подшипниковых опор 4 размещен шпиндель

5. Шпиндель входит в верхний и нижний корпуса расширителя и выполнен в виде о двойной шестерни, одна из которых 6 размешена в нижнем корпусе, а другая 7 - в верхнем.

В верхнем корпусе 1 размещен механизм распора опорных колес, состоящий из ку3 964100 лачка 8, закрепленного на конце приводного вала 3, системы рычагов с подшипниковыми и шарнирными узлами и зубчатой передачи, Конструктивное выполнение механизма диаспора следующее. Кулачок 8 посредством шарнирного узла 9 соединен с концом рычага 10. Другай конец рычага 10 посредством шарнирной опоры

11 соединен с концом рычага 12. Другой конец рычага 12 посредством подшипни- 10 ковой опоры 13 соединен с вал-шестерней 14. Конец вал-шестерни 14 выходит из верхнего корпуса расширителя и размещен в лазе А, радиус кривизны которого не концентричен радиусу окружности, описываемой иэ центра верхнего корпуса расширителя. На конце вал-шестерни 14 укреплено опорное колесо 15. Вал-шестерня 14 входит в зацепление с зубчатым колесом 16, которое укреплено на валу

17, На валу 17. размещена подшипниковая опора 18. Подшипниковая опора 18 соединена с крестовиной 19, которая посредст - вом подшипниковой опоры 20 размещена на приводном валу 3. Крестовина 19, по- >5 средством подшипниковой опоры 21 связана с валом 22, который прикреплен к рычагу 12.

Зубчатое колесо 16 входит в зацепление с зубчатым колесом 7 шпинделя 5.

Зубчатое колесо 6 шпинделя.5 входит в зацепление с зубчатым колесом 23, которое укреплено на валу 24., Конец вала 24 выходит из нижнего корпуса 2 расширителя и на .нем укреплен породоразрушающий инструмент25, например дисковые шарошки.

Расширитель работает следующим образом.

При проходе нарушения в стенке скважины опорные колеса 15 теряют контакт со стенкой скважины. Однако расширитель о автоматически выбирает зазоры, возникающие между стенкой скважины и опорными колесами. Это возможно за счет того, что вращение приводного вала, передающееся от буровой машины, приводит к по- вороту кулачка 8, а кулачок 8 за счет шарнирных узлов 9, увлекает за собой рычаги 10. Рычаги 10 шарнирными узлами 11 поворачивают рычаг 12 в подшппнпковых опорах 21. Это возможно по- 5О тому что вал 22 жестко соединен с рыча-! гом 1 2, и за зубчатое зацепление зубчатых колес 16 и 7 замкнуто через породораэрушающий инструменr на забой. Поворот рычагов 12 заставляет вал-,шестерню N

14 перекатываться по зубчатому колесу

16. В результате перекатывания валшестерни 14 ее конец перемещается в пазе A. Перемещение конца вал-шестерни

l4 приводит к ликвидации зазоров между стенкой скважины и опорными колесами 15.

После прижатия колес 15 к стенке скважины начинает вращаться корпус 1 с частотой вращения приводного вала 3. Это объясняется тем, что из-ва ликвидации зазоров между стенкой скважины и колесами 15, ликвидирована и подвижность в соединениях рычагов 12 и 10. Подвижность рычагов и, следовательно, поворот рычагов возможен только при увеличении (уменьшении) диаметра скважины. При уменьшении диаметра скважины вал-шестерня 14 перекатывается в другую сторону, а конец вал-шестерни перемещается в лазе А. Следовательно, обеспечивается автоматическая ликвидация зазоров между стенкой скважины и опорными колесами и их прижатие к стенке скважины. При прижатых опорных колесах к стенке скважины вращение корпуса 1 приводит к тому, что опорные колеса 15 откатываются по стенке. Вращение колес 15 вызывает вращение вал-шестерни 14. От вал-шестерни 14 вращение передается зубчатым колесам 16, которые через зубчатые колеса 7 и 6 шпинделя 5, зубчатое колесо

23 и вал 24 приводят во вращение породораэрушающий инструмент 25. Породоразрушающий инструмент принудительно вращаясь разрушает породу. При этом разрушающая нагрузка на забой скважины создаетсч не только осевым усилием, развиваемым буровой машиной, но и крутящим моментом. От действия крутящего момента под дисковой шарошкой формируются касательные реакции, которые формируют тяговое усилие, приводящее во вращение нижний корпус 2 расширителя. Корпус 2, вращаясь, сообщает шарошкам переносное движение относительно оси скважины, что и позволяет получить скважину.

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить крутящий момент непосредст венно на разрушающем инструменте и воздействовать на забой скважины не только осевым усилием, но и крутящим моментом, передаваемым на породоразрушающий инструмент, что значительно уменьшает необходимое осевое усилие, крутящий момент, создаваемый буровой машиной,. улучшает энергомеханические показатели процесса разрушения. ! формула изобретения

Расширитель обратного хода по авт. св. % 901451, о т л и ч а. ю ш и и с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения, он снабжен шпинделем, распо964100 ложенным в верхнем и нижнем корпусах концентрично приводному валу, при этом в верхнем корпусе он кинематически связан с передачей опорных колес, а в нижнем кинематически связан с породоразру- 5 шаюшими инс трументами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 901451, кл. Е 21 В 7/28, 04.04.80 (прототип) .

ГЧ1ИИПИ Заказ 7565/2 Тираж 623 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4