Термомеханический буровой инструмент

Термомеханический буровой инструмент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (11> 522758

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.12.74 (21) 2080154/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01.77Бюллетеиь ¹3 (45) Дата опубликования описания 27.04.77 (51) М. Кл,е

Е 21 С 21/00

Е 21 С 13/02

Государственный квинтет

Срвета Министров СССР по делаю изобретений и открытий (53) УДК 622.243.94:

:622.233.05 1.7 (088.8) (72) Авторы изобретения Е. Ф. Эпштейн, А. А. Кожевников, П. П. Вырвинский и B. Ф. Сирик (71) Заявитель

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт имени Артема (54) ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ

Для этого между корпусами предлагаемого инструмента выполнена камера, раз--. деленная поршнем на две полости :.де на постояннс сообщена с про ; ы з-ч...... налом во внутреннем корпусе через и;-. в его стенке, а другая предназнач=н:; заполнения хладагентом и соедине.-,.c; .. ;.- . налами в наружном корпусе, выход;. .о.; на его рабочую торцовую поверхно, ....

Каналы в наружном корпусе выполя=;расширяющимися к выходу.

Изобретение касается термомеханического бурового инструмента, используемого для бурения скважин и шпуров в крепких горных породах.

Известен термомеханический буровой инструмент, содержащий взаимно подвижные в осевом направлении наружный и внутренний корпусы кольцеобразной формы, один из которых оснащен по торцу абразивными элементами, генерирующими тепЛо 10 при трении их о буримую породу, а другой— резцами для скалывания термически ослабленной породы, расположенными между абразивными элементами.

При бурении таким термомеханическим инструментом создается низкий градиент температур, так как охлаждение нагретой породы осуществляется промывочной жидкостью, имеющей температуру порядка

18-20оС, в результате чего процесс раз- gp рушения породы малоэффективен.

ILem изобретения — повышение эффективности разрушения породы за счет создания повышенного градиента температуры в ее поверхностном слое. 25

На фиг. 1 показан описываемый механический буровой инструмент, оо:....:- вид; на фиг. 2 — то же, вид снизу.

Наружный кольцеобразный корпус упругим элементом 2 имеет абразиень . элементы 3, между которыми разм=:и=.:-; резцы 4, прикрепленные к торцу вн,-т1оы: него кольцеобразного корпуса 5,. В ьж: корпусной камере 6 установлен порше..

Верхняя часть 8 камеры 6 сообща. :,.; промывочным каналом 9 в корпусе 5 ин струмента внутренними радиальньпли ка . налами 10. Нижняя часть 1 кж..= =" 6

522758

15 сообщается с рабочей торцовой поверхностью инструмента через каналы 12 и 13.

Работа термомеханического бурового инструмента осуществляется следующим образом. 5

Вращение от буровой колонны (не показана) передается инструменту через внутренний корпус 5, при этом резцы 4 и абразивные элементы 3 вращаются с одинаковой скоростью за счет некруглого поперечного сечения внутреннего корпуса.

Осевая нагрузка от буровой колонны на резцы 4 передается через внутренний корпус 5, а на абразивные элементы 3 — через внутренний корпус 5, упругий элемент 2 и наружный корпус 1. Выполнение внутреннего корпуса 5 с некруглым поперечным сечением позволяет осуществлять осевое перемещение резцов 4 и абразивных элементов 3 друг относительно друга и одновременное их вращение.

В процессе бурения на контакте породы и абразивных элементов 3 за счет трения возникает высокая температура. Промывочная жидкость из промывочного канала 9

25 во внутреннем корпусе 5 через каналы 10 в его стенке проходит в верхнюю часть 8 камеры 6 н давит через поршень 7 на хладагент в нижней части 11 камеры 6. После приложения определенного осевого усилия зо упругий элемент 2 сжимается и хладагент через каналы 12 и 13 под давлением поступает на забой.

Прочность породы резко снижается и она легко разрушается резцами @.

Ф орм ула изобретения

1. Термомеханический буровой инструмент, содержащий взаимно подвижные в осевом направлении наружный и внутренний корпусы кольцеобразной формы, один из которых оснащен по торцу абразивными элементами, генерирующими тепло при трении их о буримую породу, а другой — резцами для скалывания термически ослабленной породы, расположенными между абразивными элементами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса разрушения породы, между корпусами выполнена камера, разделенная поршнем на две полости, где одна постоянно сообщена с промывочным кана лом во внутреннем корпусе через каналы в его стенке, а другая предназначена для заполнения хладагентом и соединена с каналами в наружном корпусе, выходящими на его рабочую торцовую поверхность.

2. Инструмент по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что каналы в наружном корпусе выполнены расширяющимися к выходу.