Буровой инструмент

 

(72) Авторы изобретения

О. Г. Бондаренко и В. И. Важов

Всесоюзный научно-исследовательский институт золота н редких металлов (71) Заявитель (54) БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ

Изобретение относится к горной про мышленности и может быть использовано преимущественно для виброврашательного бурения скважин в мерзлых породах.

Известен буровой амортизатор, включающий верхний и нижний телескопические элементы с размещенной между ними упругой муфтой (1) .

Недостаток данного устройства заключается в неполном гашении ударных нагрузок при бурении перемешакицихся по твердости горных пород.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент для вибровращательного бурения, включающий буровой став с установленным на нем верхним и нижним телескопическими элементами, закреплен- 20 ное на нижнем телескопическом элементе коническое кольцо, расширякщееся в сторону забоя, амортизатор, установленный между телескопическими элементами, и приспособление для гашения ударных нагрузок, выполненное в виде упругих пластин с распорными плашками в. нижней части, имеющими, коническую поверхность опирающимися на коническое кольцо и снабженными твердосплавными вставка ми 2g ..

Недостатком данного устройства является низкая эффективность гашения ударных нагрузок в первой фазе бурения валунистых включений, когда коронка осуществляет бурение крепкой породы, а распорные плашки устройства для гашения ударных нагрузок взаимодействуют со слабыми и средней крепости породами. При этом носледние быстро разбуриваются и гаситель ударных нагрузок инструмента перестает выполнять свои функции.

Целью изобретения — повышение эффективности гашения ударных нагрузок при бурении россыпных отложений.

4 те 2 выполнена сужающаяся в сторону забоя коническая поверхность с пазами

17, форма которых соответствует форме верхних частей плашек 14.

Буровой инстрУмент работает сле шим образом.

При вибровращательном бурении рос— сыпных отложений возникают ударные импульсы, амплитуда которых зависит от многих факторов, основной из которыхкрепость буримых пород. Под действием ударных импульсов амортизатор 3 сжимается, буровая штанга 4 и верхний телескопический элемент 1 вместе с закрепленной на нем обоймой 9 сближаются с нижним телескопическим элементом 2 и коронкой 5, а распорные плашки 14, опираясь о коническую поверхность 7 кольца 6, продвигаются по ней вниз и в стороны. При этом твердосплавные вставки

15 разбуривают боковые стенки скважины.

При этом энергия ударных импульсов используется на разбуривании стенок скважины. При прекращении действия ударнбго импульса амортизатор 3 распрямляется, телескопические элементы 1 и 2 расходятся и плашки 14 под действием упругих пластин 13 возвращаются в исходное состояние. Если стенки скважины в месте контакта с режущими элементами

15 сложены из легкобуримых пород, то после первого ударного импульса они разбуриваются и при возникновении очередного импульса амплитуда сокращения амортизатора 3 увеличивается и плашки

14 выходят из зацепления с пазами 17.

При этом плашки 14, вклинившиеся в стенки скважины твердосплавными вставками 16 вместе с упругими пластинами

13 и обоймой 9, останавливак гся в своем вращении и обойма 9 поворачивается относительно вращающегося верхнего телескопического элемента 1 на некоторый угол. Энергия отраженного ударного импульса гасится на стенки скважины через коронку 5, коническое кольцо 6, плашки 14 и твердосплавные вставки

16. После окончания действия ударного импульса амортизатор 3 распрямляется: и плашки 14 продвигаются вверх по коническому кольцу 6 пока не войдут в зацепление с пазами 17. При этом плашки 14 вместе с упругими пластинами 13 и обоймой 9 возобновляют враще ние вместе с верхним телескопическим элементом 1.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства происходит

Буровой инструмент состоит из двух телескопических элементов верхнего 1 и нижнего 2, между которыми размещен амортизатор 3. Верхний телескопический элемент 1 посредством резьбы соединен с буровой трубой 4. Нижний телескопический элемент 2 посредством резьбы сое динен с коронкой 5. Между нижним телескопическим элементом 2 и коронкой

5 размещено коническое кольцо 6, коническая поверхность 7 которого расширяется в сторону забоя. Верхний телеско40 пический элемент 1 имеет кольцевую проточку 8, в которой размещена разъем:ная обойма 9, состоящая из двух симметсричных частей, скрепленных болтовым соединением 10. Проточка 8 соединен с осевым продувочным отверстием 11 инструмента тонкими смазочными каналами 12. На обойме 9 жестко aampeweны верхние концы упругих пластин 13, в нижней части которых имеются плашки

14, опирающиеся на коническую поверхность 7 кольца 6. Плашки 14 снайкены парами твердосплавных вставок, верхние

15 нз которых имеют режущие кромки, параллельные оси инструмента, а режупгие кромки нижних ч вердосплавных вставок 16 перпендикулярны оси инс грумента . На нижнем телескопическом элемен3 ОВ1М

Поставленная цель достигается тем, что буровой инструмент для виброврашательного бурения, включающий буровой став с установленным на нем верхним и нижним телескопическими элементами, закрепленное на нижнем телескопическом элементе коническое кольцо, расширяющее-: ся в сторону забоя, амортизатор, установленный между телескопическими элементами, и приспособление для гашения 10 ударных нагрузок, выполненное в виде упругих пластин с распорными плашками в нижней части, имеющими коническую поверхность и опирающимися на коничесЪ кое кольцо и снаакенными твердосплав- 1$ ными вставками, снабжен обоймой, уста- новленной на верхнем телескопическом элементе с возможностью вращения и жестко связанной с верхними концами упругих пластин, а на нижнем телескопическом элементе выполнена коническая поверхность, сужающаяся в сторону забоя для взаимодействия с конической поверхностью распорных плашек.

На фиг. 1 изображен предлагаемый буровой инструмент; на фиг. 2 — изомет - рия обоймы с упругими пластинами и плашками.

5 981561 6 гашение ударных нагрузок, возникаюших отличающийся тем,что,с при вибровращательном бурении. пелью повышения эффективности гаше ния ударных нагрузок при бурении рос- сыпньи отложений, он снабжен обоймой, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я g установленной на верхнем телескопичесруровой инструмент для вибровраща- ком элементе с возможностью вРаШениЯ тельного бурения, включаюший буровой и жестко. свЯзанной с веРхними конками став с установленным иа нем верхним упругих пластин, а на .нижнем телескопии нижним телескопическими элементами, ческом элементе выполнена коническая закрепленное на нижнем элементе кони- 30 поверхность, сужакы1аяся в стоРонУ заческсе кольпо, расширякпцееся в сторону боя для взаимодействия с конической позабоя, амортизатор, установленный между верхностью распорных rrnrmeK. телескопическими элементами, и приспособление для гашения ударных нагрузок, принитые во внимание пРи экспеРтизе в, не в в де уп у пла„н с 13 1 Arop K свдьтво СССР

¹ 571577, кл. Е 21 В 17/06, 1974. имекхцими коническую поверхность, опи- 2- Авторское свидетельство по заявко ьпо и cHs6» ке № 2809675/03, кл. E 21 В 17/06, женными твердосплавнык и вставками

1 979.

981561

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Закаэ 9662/47

Филиал ППП Патент" г. Ужгород; уп, Проектная, 4

Составитель Л. Черепенкина

Редактор Н. Воловик Танкред Л.Пекарь Корректор А. Ференп