Термомеханический породоразрушающий инструмент

Термомеханический породоразрушающий инструмент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВС РС 1д д ц,ауу

11 ТЕ1;-г: ..: ";;:,:i,ypCKQ®

6нблнатбка Mgg (ii) 50580I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Сопналнстнческнх

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.05.73 (21) 1923704/22-3 (51) М. Кл.2 Е 21С 21/00

Е 21С 13/02

Е 21С 37/16 с присоединением заявки ¹

Государственный комнтет

Совета Министров СССР по делам нзвбретеннй н открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.03.76. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 05.05.76 (53) УДК 622.243.94:539. .622 (088.8) (72) Лвторы изобретения

Е. Ф. Эпштейн, А. М. Бражененко, А. А. Кожевников, В. Ф. Сирик, П. П. Вырвинский, И. А. Баскилович, Ф. М. Красновский и М. Е. Гренадер

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (71) Заявитель (54) ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ

ИНСТРУМЕНТ

Известные термомеханические породоразрушающпе инструменты, содержащие кольцеооразный корпус с торцовыми абразивными элементами, которые при вращении инструмента взаимодействуют с породой и в результате трения создают в ней термические напряжения. Обычно абразивные элементы представляют собой зерна твердого сплава, связанные припоем. Для более эффективного разрушения породы предусматривается дополнительное воздействие на термически ослаблснную породу резцовыми элементами, которые расположены между абразивными элементами и имеют возможность осевого перемещения относительно них.

Однако известный инструмент сравнительно сложен из-за наличия двойной колонковой трубы и механи еских проме?куточных связей между ними, обеспечивающих взаимное осевое перемещение резцов и абразивных элементов, Целью изобретения является создание инструмента более простого по конструкции и имеющего все преимущества известного инструмента.

В предлагаемом термогкеханическом породоразрушающем инструменте корпус инструмента состоит по длине из двух частей, материал которых имеет различные модули упругости, при этом часть корпуса из материала с большим модулем упругости соединена с резцовыми элементами, а часть корпуса из материала с меньшим модулем упругости— с абразивными элементами.

5 Модули упругости материалов частей, из которых состоит корпус, могут разниться на

2 — 3 порядка.

Целесообразно в качестве материала с большим модулем упругости применить сталь

10 с модулем упругости 10 кг/см, а в качестве материала с меньшим модулем упругости— металлорезину с модулем упругости 10 —

10" кг/см .

B результате отпадает необходимость в ис15 пользовании дополнительных средств для сообщения резцовым элементам динамических нагрузок, так как вследствие c?KBTHH части корпуса, имеющей меньший модуль упругости, под действием осевой нагрузки подачи, 20 абразивные элементы и резцовые элементы могут взаимно перемещаться в осевом направлении, осуществляя одновременное воздействие па породу при вращении инструмента.

25 На фиг. 1 изображен предлагаемый термомеханический инструмент, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид снизу.

Термомеханический породоразрушающий инструмент имеет кольцеобразный корпус 1, 3; состоящий по длине из двух частей 2 и 3, ма505801

Формула изобретения

4 Р2. 2

Составитель В. Корчаков

Техред Е. Подурушина

Корректор Л. Орлова

Редактор С. Титова

Заказ 942/3 Изд. ¹ 261 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 териал которых обладает различными модулями упругости. Часть 2 корпуса 1, выполненная из материала с оольшим модулем упругости, соединена с резцовыми элементами 4, а часть 3 корпуса 1, выполненная из материала с меньшим модулем упругости, соединена с абразивными элементами 5. При этом резцовые элементы 4 расположены между элементами 5 (см. фиг. 2).

Часть 2 из материала с большим модулем упругости выполняется из стали с модулем упругости 10 кг/см, а часть 3 из матсриала с меньшим модулем уг.:ругости — из металлорезины с модулем упругости 10 — 10" кг/см"", причем обе части корпуса 1 соединяются между собой либо механическими связями, например болтами, либо путем вулканизации.

Для получения удовлетворительно работающего инструмента необходимо, чтобы модуль упругости одной части корпуса 1 разнился от модуля упругости другой части на

2 — 3 порядка.

Инструмент работа т следующим образом.

После достижения забоя скважины инструменту сообщается вращательное движение и необходимая осевая нагрузка подачи. Так как части 2 и 3 корпуса 1 выполнены из материалов с различными модулями упругости, то вследствие сжатия части 3 корпуса, имеющей меньший модуль упругости, резцовыс элементы 4 и абразивные элементы 5 могут поступательно перемещаться один относительно другого в осевом направлении, одновременно воздействуя на породу при вращении инструмента. Порода нагревается за счет тепла, образующегося при трении элементов 5 о нее.

Поступающая на забой промывочная жидкость охлаждает нагретую породу. Ослабленная термическим воздействием тепла и воды, порода более эффективно разрушается резцовыми элементами 4. Разрушенная порода удаляется известным путем.

1. Термомеханический породоразрушающий инструмент, содержащий кольцеобразный корпус с торцовыми абразивными элементами, генерирующими тепло при трении их о

15 породу, и расположенные между ними с возможностью осевого перемещения резцовые элементы для скалывания термически ослабленной породы, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции инструмента, 20 его корпус состоит по длине из двух частей, материал которых имеет различные модули упругости, при этом часть корпуса из материала с большим модулем упругости соединена с резцовыми элементами, а часть кор25 пуса из материала с меньшим модулем упругости — с абразивными элементами.

2. Инструмент по п. 1, отл ич а ю щи и с я тем, что модуль упругости материала одной части превышает модуль упругости материала

30 другой части на 2 — 3 порядка, 3, Инструмент по пп. 1 и 2, отличаюшийся тем, что в качестве материала с большим модулем упругости применена сталь с модулем упругости 10 кг/см, а в качестве

35 материала с меньшим модулем упругости— металлорезина с модулем упругости 10з—

104 кг/смз