Коронка для ударно-вращательного бурения

Коронка для ударно-вращательного бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в горной промышленности, в частности при разработке месторождений полезных ископаемых как открытым, так и подземным способами . Сущность: в коронке для ударно-вращательного бурения вставки выполнены в виде шаров и закреплены со смешением по отношению друг к другу. Угол наклона -донной части полости составляет 18-25°. Диаметр окружности по кернообразующим кромкам центральных вставок связан эмпирической зависимостью с корпусом DKOP 1°2-202И0.40кор)2;7км , где (10 - 20) - крепость пород по шкале профММЛротодьяконова; О - диаметр коронки, К - коэффициент прокор порциональностн знак минус принимают при D 42 мм, знак плюс - при D более 42 мм. Ширина паза 8 равна t «(1,15-120)0 мм 3 ид г п кор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5031683/03 (22) 10.03.92 (46) 30.12.93 Бюл. Na 47-48 (75) Фальшин Ф.Ф.. Рогач М.С„Самойлов ЮА; Моржаретто AA„ Пашин АА; Волков АП (73) Фальшин Фонентин Феофанович; Рогач Михаил Степанович; Самойлов Юрий Александрович;

Моржаретто Альберт Александрович; Пашин Александр Алексеевич; Волков Александр Павлович (54) КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ (57) Использование: в горной промышленности, в частности при разработке месторождений полезных ископаемых как открытым, так и подземным способами. Сущность: в коронке для ударно-враща<в) УК (u) 2005159 1 (

0 ()+(, ), где (10 — 20)— кор кор крепость пород по шкале профМ.M.Ïðîòîäüÿêîíîва; 0 - диаметр коронки, К вЂ” коэффициент прокор порциональности, знак минус принимают при 0 кор

42 мм, знак плюс-ори 0 .- более 42 мм. Ширина паза 8 равна t (1,154 j0)D мм. 3 ил. и кор

2005159

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к корон,J кам для ударно-вращательного бурения или разработке месторождений полезных ископаемых как открытым, так и подземным спо„собами, Известна коронка для ударно-вращательного бурения. содержащая корпус и породоразрушающие элементы, установленные в гнездах, сообщающихся с центральным возду- 10 хоподводящим каналом, выполненным в корпусе (1).

Эта коронка характеризуется большим моментом трения о стенки скважины и большой силой трения при отрыве ее от забоя -"5 скважины и ее извлечении из скважины.

Наиболее близким к изобретению техническим решением по своей сущнбвти и достигаемому результату является коронка.. для ударно-вращательного бурения, содер- 20 жащая корпус с центральной полостью и сообщенный с последней центральный про- дувочный канал, закрепленные на корпусе скважинно- и кернообразующие твердосплавные вставки, расположенный в центральной части кернолом в виде наклонного дна центральной полости и закрепленной асимметрично твердосплавной вставки и расположенный в корпусе и сопряженный с наклонным дном центральной полости пэз (2).

Эта коронка повышает эффективность бурения за счет снижения энергоемкости процесса разрушения породы. Однако стойкость этой коронки низка, так как скважин- 35 но- и кернообразующие твердосплавные вставки совмещены в одной вставке, поэтому на них приходится вся нагрузка.

Цель изобретения — повышение стойкости коронки за счет обьемного износа твер- 40 досплавных вставок и скорости бурения.

Указанная цель достигается тем, что коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с центральной полостью и сообщенный с последней центральный продувочный канал, закрепленные на корпусе скважинно- и кернообразующие твердосплэвные вставки, расположенный в центральной части кернолом в виде наклонного дна центральной полости и закреплен- 50 ный асимметрично твердосплавной вставки и расположенный в корпусе и сопряженный с наклонным дном центральной полости паз, скважинно- или кернообразующие гвердосплавные вставки выполнены в виде 55 шаров и закреплены со смещением по отношению друг к другу, причем угол наклона донной части центральной полости согтавляет 18-?5", диаметр окружности по кернообрвзуювiим крг мхам lilврпв сc!!! ?."ý÷ эмпирической зависимостью с корпусом коронки

Dorp.= (102 202)+(04 Око )2 + 7 Кмм, где (10 20) - крепость пород по шкале проф.

M.M, Протодьяконова;

Окор. - диаметр моронки;

К - коэффициент пропорциональности, при этом знак минус принимают при D«ð, =

=42 им, знак плюс - при Окор. более 42 мм, а ширина паза равна: тв - (1,15" 1,20)Окор, мм.

На фиг,1 показана коронка для удэрновращательного бурения; на фиг,2 - то же, вид со стороны рабочего торца; на фиг.3 - то же. продольный разрез.

Коронка для ударно-вращательного бурения содержит корпус 1 с хвостовиком 2 и подвижные периферийные твердосплавные вставки в виде шаров 3, установленных в гнездах 4, сообщающихся посредством наклонных каналов 5 с центральным каналом

6 корпуса 1 коронки для подачи водовоздушной смеси, Хвостовик 3 воспринимает ударные импульсы от ударных машин. Шары 3 имеют возможность совершать поступательно-вращательное движение, т.е. происходит объемный износ шаров 3, а канал 6 и каналы 5 и поступающая по ним водовоздушная смесь не позволяют набиваться буровому шламу в гнездах 4 под шары 3 и заклиниваться им.

Коронка для ударно-вращательного бурения имеет кернолом 7 с пазом 8, установленным в ее головной части, угол наклона торца которого к горизонтальной плоскости составляет 18-25о, диаметр окружности по кернообоазующим кромкам шаров связан эмпирической зависимостью с корпусом коронки

0окр. = (102202) y(04Dкор)2 + 7 К мм где (10 20) - крепость пород по шкале проф, M.M. Протодья конова:

D«». - диаметр коронки;

К - коэффициент пропорциональности.

При этом знакминус принимают при Окор =

=42 мм, знак плюс - при 0кор. более 42 мм, а ширина паза равна tn =(1,15 1.20)Экор мм, Крепление шаров 3 в гнездах 4 коронки осуществляется посредством крышки 9, которая фиксируется штырем 10. и приваривается к корпусу 1 буровой коронки.

Оформление стенки скваж«ы с. дцш.ствляется посредством с-.ри1оп: ." (ii:! þc! 11

2805159

Оокр. = при крепости и Окор - 125 мм

Оокр. 10

=58 мм; при крепости и Окор. = 42 MM,4 х 1257 +.7 х К =

-7хК = ll7 мм

Оокр. =

40. а керн формируется посредством центральных шаров 12.

Разрушение керна осуществляется посредством твердосплавного штыря 13, далее кусочки породы, поднимаемые керном по пазу 8 керно loMB 7 до стенки скважины, . разрушаются корпусом 1 коронки и стенкой скважины.

Для гарантированной подачи водовоздушной смеси под шары 3, центральный продувочный канал 6 корпуса 1 коронки перед выходом в паз 8 кернолома 7 имеет уменьшенный диаметр перед наклонными каналами 5 под шары 3, что позволяет создать противодавление в наклонных каналах 5 и обеспечить надежную очистку гнезд

4 под шарами 3 от.бурового шлама и как результат, исключить эаклинивание шаров

Процесс бурения скважин или шпуров данной коронкой осуществляется следующим образом.

Под воздействием осевого усилия, крутящего момента и ударных импульсов коронка внедряется в породу. При формировании неразрушаемой центральной части забоя (керна) центральными породоразрушающими шарами 12 керн достигает кернолома 7, упирается e его йаклонный торец и ломается, а затем под действием следующего цилиндрического фрагмента(керна) попадает в паз 8 и за счет крутящего момента, попадая между корпусом 1 коронки и шпура, дробится на более мелкие частицы и выносится вместе с остальным буровым шламом из скважины или . шпура. Промывочная (водовоздушная смесь) жидкость под давлением по центральному каналу 6 корпуса 1 коронки и наклонным каналам 5 постоянно поступает в

Формула изобретения

КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ, содержащая корпус с центральной полостью и сообщенный с по-. следней центральный прьодувочный канал, закрепленные на корпусе твердосплавные вставки, расположенный в центральной части кернолом в виде наклонного дна центральной полости и закрепленной асимметрично твердосплавной вставки и расположенный в корпусе и сопряженный с наклонным дном центральной полости паз, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости коронки за счет обьемного износа твердосплавных вставок и скорости бурения, твердосплавные вставки выполнены в виде скважино- и кернообраполость разрушения, охлаждает породоразрушающие шары 3. захватывает продукты разрушения и выносит их иэ скважины или шпура. Процесс скола керна циклический, Пример определения диаметра окружности по кернообразующим кромкам шаров в зависимости от крепости горных пород: при крепости горных пород. равной 10, и D«p, = 42 мм

- 7 х К = 13,мм; горных пород, равной 10, горных пород, равной 15, +Т5, Т " -""": при крепости горных пород, равной 15, и Окор, = 125 Mt4

Оокр. 15 +(0,4x125) +7х К=

=59 мм; при крепости горных пород, равной 20, и Окор.= 42.мм

% при крепости горных пород = 20 и D«p.== 125 мм

Оокр.= 20 +(0,4 х 125 ) +7хК = 61 мм. ь (56) 1.Патент США М 3537539, кл. 175-413, опубл. 1971.

2, Авторское свидетельство СССР

N. 1375784, кл. Е 21 В 10!36, 1988, зующих вставок шаровой формы, причем кернообразующие вставки закреплены со смещением в плане по отйошению к сква. жинообразующим вставкам, а угол наклона донной части центральной полости составляет 18 - 25, диаметр окружности по кернообразующим кромкам шаров связан зм50 пирической зависимостью с корпусом коронки

polyp= (0 ) (кор) 7К,мм, где (10 - 20) - крепость пород по шкале

55 проф.М.M,Ïðîòîäúÿêîíîâà;

Окор - диаметр коронки;

К - коэффициент пропорциональное ги; при этом знак минус принимают при П«р

= 42 мм, знак плюс принймают при 0-. р >

42 мм, а ширина паза равна t =-{1.15

- — - 1,20)Окор, мм, Редактор T.Ðûáçëîâý

Состанитель cD.Ôàëьшин

Техред M.Моргентал

Корректор М Гал борскзд.) а к аз Л 174

Тираж Г1одиис 1ое

Н Г1() Поиск" Роспатента

"1303", Москла. Ж-35, Ра вскзц ила). 1 !!