Долото для ударного бурения

Долото для ударного бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промети и позволяет повысить эффективность работы долота для ударного бурения при одновременном снижении энергетических затрат и вибраций. Долото содержит корпус 1, последовательно установленные на нем периферийное кольцо (ПК) 3, имеющее возможность осевого перемещения и поворота, и регулировочную гайку (РГ) 4. На внутренних торцах ПК 3 и РГ 4 установлены постоянные магниты (ПМ) 6 и 7 соответственно, обращенные друг к другу одноименными полюсами , а между ними образован воздушный зазор 8. Величина зазора 8 регулируется РГ4. Рабочие торцы корпуса 1 и ПК 3 армированы породоразрушающими элементами 5. Система из ПМ 6 и 7 и воздушного зазора 8 образует амортизатор. В процессе бурения на долото передаются только ударные импульсы без вращения. Амортизатор, включающий ПМ 6 и 7 и воздушный зазор 8, обеспечивает ступенчатое разрушение забоя с образованием опережающего уступа в центре и созданием благоприятных условий разрушения периферийной части забоя за счет свободного случайным образом происходящего поворота ПК 3 вокруг корпуса 1. Обеспечивается также рациональное использование энергии уда ров при отсутствии гистерезисных потерь в амортизаторе. 2 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Е 21 В 10/36

ГОСУДАРСТВЕН-Ы1Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4609992/03 (22) 29.11.88 (46) 15.10.91. Бюл, М 38 (71) Донецкий филиал Всесоюзного института огнеупоров (72) Т.И.Якубовская, Н.З.Гармаш и А.А.Сапога (53) 522.24.051.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 334371, кл. Е 21 В 10/36, 1971;

Авторское свидетельство СССР

М 825914, кл. Е 21 В 10/36, 1979. (54} ДОЛОТО ДЛЯ УДАРНОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промсти и позволяет повысить эффективность работы долота для ударного бурения при одновременном снижении энергетических затрат и вибраций. Долото содержит корпус

1, последовательно установленные на нем периферийное кольцо (ПК) 3, имеющее возможность осевого перемещения и поворота, и регулировочную гайку (РГ) 4. На внутрен„„ЯЦ „„1684463 А1 них торцах ПК 3 и РГ 4 установлены постоянные магниты (llM) 6 и 7 соответственно, обращенные друг к другу одноименными полюсами, а между ними образован воздушный зазор 8. Величина зазора 8 регулируется РГ 4. Рабочие торцы корпуса 1 и ПК 3 армированы породоразрушающими элементами 5. Система из ПМ 6 и 7 и воздушного зазора 8 образует амортизатор. В процессе бурения на долото передаются только ударные импульсы без вращения.

Амортизатор, включающий ПМ 6 и 7 и воздушный зазор 8, обеспечивает ступенчатое разрушение забоя с образованием опережающего уступа в центре и созданием благоприятных условий разрушения периферийной части забоя эа счет свободного случайным образом происходящего поворота ПК 3 вокруг корпуса 1.

Обеспечивается также рациональное использование энергии ударов при отсутствии гистереэисных потерь в амортизаторе. 2 ил.

1684463

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в долотах для ударного бурения.

Цель изобретения — повышение эффективности работы долота при одновременном снижении энергетических затрат и вибраций.

На фиг,1 представлено долото для ударного бурения, общий вид; на фиг.2 — схема соединения долота с ударным механизмом.

Долото содержит корпус 1 с продувочными каналами 2. На корпусе установлены последовательно периферийное кольцо 3, имеющее возможность осевого перемещения и поворота, и регулировочная гайка 4.

Рабочие торцы корпуса 1 и периферийного кольца 3 армированы породоразрушающими элементами 5, Йа внутренних торцах кольца 3 и гайки 4 установлены постоянные магниты 6 и 7 соответственно. Магниты 6 и

7 обращены друг к другу одноименными полюсами, а между ними образован воздушный зазор 8, величина которого регулируется гайкой 4.

Долото предназначено преимущественно для бурения без вращения с использованием ударного механизма, представляющего собой линейный электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения (фиг.2). Этот двигатель состоит иэ обмоток 9 прямого и обратного хода, заключенных в цилиндрический магнитопровод 10, и ферромагнитного сердечника 11, расположенного во внутренней полости обмоток и соединенного непосредственно с корпусом 1 долота. Линейный электромагнитный двигатель находится от долота на расстоянии 1;2-4,0 м, что сводит к минимуму взаимное влияние друг на друга магнитных полей долота и двигателя.

Долото работает следующим образом.

На долото в процессе бурения от линейного электромагнитного двигателя передаются ударные импульсы, обусловленные возвратно-поступательным движением ферромагнитного сердечника IO указанного двигателя, В начальный момент удара большая часть энергии передается через корпус 1 породоразрушающим элементам 5 последнего, в результате чего происходит опережающее внедрение этих элементов в . породу и разрушение центральной части забоя скважины с образованием уступа, а оставшаяся часть энергии затрачивается на преодоление магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами 6 и 7. В последующий момент удара, когда противодействие магнитного поля сравнивается с жесткостью всей системы, в работу

4 вступает периферийное кольцо 3, которое своими породоразрушающими элементами

5 разрущает периферийную часть забоя.

Благодаря образованию опережающего ус5 тупа на забое, а также наличию воздушной подушки — зазора 8 между постоянными магнитами 6 и 7 долота, обеспечивающей свободный случайным образом возникающий поворот периферийного кольца 3 отно10 сительно корпуса 1, создаются благоприятные условия для разрушения периферийной части забоя. В момент окончания ударного импульса начинает действовать магнитное поле постоянных

15 магнитов 6 и 7, которое усиливает и продляет ударный импульс, чем достигается повышение эффективности разрушения периферийной части забоя. Кинетическая энергия движения долота при холостом хо20 де, т.е. отскоке, временно преобразуется в потенциальную энергию магнитного поля постоянных магнитов 6 и 7, а затем возвра. щается в систему в последующем цикле и идет как прибавка к кинетической энергии

25 следующего рабочего хода долота, что повышает эффективность работы долота и позволяет более рационально использовать энергию его возвратно-поступательного движения, Кроме того, система из двух по30 стоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами, и воздушного зазора между ними является идеальным амортизатором, так как амортизационные свойства этой системы не меняются на про35 тяжении всего времени работы долота и в ней отсутствуют гистерезисные потери, присущие амортизаторам любого другого типа. Все это снижает энергетические затраты на бурение и вибрации инструмента.

Фо рмула изобретения

Долото для ударного бурения, содержащее корпус с продувочными каналами, установленное на корпусе с возможностью

45 осевого перемещения и поворота периферийное кольцо, размещенную на корпусе регулировочную гайку и закрепленные на рабочих торцах корпуса и периферийного кольца породоразрушающие элементы, о т50 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы при одновременном снижении энергетических затрат и вибраций, оно снабжено двумя постоянными магнитами, один из которых установлен

55 на внутреннем торце кольца, а другой — на внутреннем торце регулировочной гайки, при этом магниты обращены друг к другу одноименными полюсами, а между ниМи образован воздушный зазор.

1684463

Ю

Составитель В.Якимов

Редактор Н,Горват Техред М.Моргентал Корректор, Т.Палий

Заказ 3492 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101