RU167848U1

RU167848U1 - Замковое соединение буровых шнеков

Info

Publication number: RU167848U1
Application number: RU2016117362U
Authority: RU
Inventors: Николай Павлович Чухряев; Владимир Семенович Исаков; Игорь Владимирович Микущенко; Вячеслав Сергеевич Пушкарский
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2017-01-20

Abstract

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к замковым соединениям буровых шнеков (ЗСБШ). ЗСБШ выполнено в виде шестигранной втулки (ШВ) 1 и шестигранного хвостовика (ШХ) 2, имеющих, соответственно, сквозные отверстия 3, 4, перпендикулярные продольной оси соединения, в которые вставлен соединительный палец 5, длиной не более наружного диаметра ШВ 1, имеющий кольцевую проточку 6 посередине для взаимодействия со стопорным устройством 7, размещенным в отверстии 8, выполненном в торце 9 ШХ 2, соосно его продольной оси, и содержащим фиксатор 10, упругий элемент 11, выполненный из резины и резьбовую пробку 12. Причем, в качестве резины используется кислотощелочестойкая резина в виде шнура круглого сечения. Выполнение ЗСБШ вышеуказанной конструкции позволяет повысить его долговечность при бурении обводненных горных пород. 1 с. и 1 з.п. Ил.2.

Description

Полезная модель относится к горному делу, а именно к замковым соединениям буровых шнеков.

Известно замковое соединение буровых шнеков, выполненное в виде шестигранной втулки и шестигранного хвостовика, имеющих сквозные отверстия перпендикулярные продольной оси соединения, в которые вставлен соединительный палец, длиной более наружного диаметра шестигранной втулки, имеющий стопорное устройство, выполненное в виде шпильки размещаемой на конце соединительного пальца, располагающегося в межвитковом пространстве бурового шнека (www.skarn.ru шнеки; www.geomash.ru шнеки буровые d=108-500 мм).

Недостаток данного технического решения заключается в низкой долговечности замковых соединений буровых шнеков, вследствие того, что соединительный палец выполнен длиной более наружного диаметра шестигранной втулки, что в свою очередь предопределяет размещение конца соединительного пальца со стопорным устройством в виде шпильки, в межвитковом пространстве бурового шнека, способствует образованию сальников, создает дополнительное сопротивление вращению буровых шнеков, особенно на вязких породах, увеличивает крутящий момент на буровых шнеках и, как следствие, приводит к аварийному смятию граней замкового соединения и поломкам соединительных пальцев, т.е. к выходу из строя замкового соединения буровых шнеков.

Наиболее близким техническим решением является замковое соединение буровых шнеков, выполненное в виде шестигранной втулки и шестигранного хвостовика, имеющих сквозные отверстия перпендикулярные продольной оси соединения, в которые вставлен соединительный палец длиной не более наружного диаметра шестигранной втулки, имеющий кольцевую проточку посередине для взаимодействия со стопорным устройством, размещенным в отверстии, выполненном в торце шестигранного хвостовика соосно его продольной оси и содержащим фиксатор, упругий элемент и резьбовую пробку (Танов Е.И. и др. Шнековый буровой инструмент. - М.: Недра, 1985, с. 10-11).

Недостаток данного технического решения заключается в том, что упругий элемент, поджимающий фиксатор в стопорном устройстве замкового соединения буровых шнеков, выполнен из стальной пружины и при бурении обводненных горных пород, вследствие подвижной посадки фиксатора, грунтовые воды с загрязнителем будут попадать на стальную пружину и вызывать ее интенсивную коррозию, снижение упругости и поломки, приводящие к нарушению работы фиксатора, к смещению соединительного пальца в сквозных отверстиях замкового соединения в процессе вращательного бурения, потере поверхностей контакта соединительного пальца с поверхностями сквозных отверстий, закусыванию и даже срезу соединительных пальцев с деформированием формы сквозных отверстий и, в конечном итоге, будет приводить к снижению долговечности замковых соединений буровых шнеков в данных условиях.

Задачей полезной модели является повышение долговечности замковых соединений буровых шнеков при бурении обводненных горных пород.

Поставленная задача достигается за счет того, что в замковом соединении буровых шнеков, выполненном в виде шестигранной втулки и шестигранного хвостовика, имеющих сквозные отверстия перпендикулярные продольной оси соединения, в которые вставлен соединительный палец, длиной не более наружного диаметра шестигранной втулки, имеющий кольцевую проточку посередине для взаимодействия со стопорным устройством, размещенным в отверстии, выполненном в торце шестигранного хвостовика соосно его продольной оси и содержащим фиксатор, упругий элемент и резьбовую пробку, упругий элемент выполнен из резины. Причем, в качестве резины используется кислотощелочестойкая резина в виде шнура круглого сечения.

Выполнение упругого элемента стопорного устройства из резины, обладающей антикоррозийными свойствами по сравнению со стальными пружинами, и использование в качестве резины именно кислотощелочестойкой резины, имеющей химическую стойкость к грунтовым водам, как правило содержащим агрессивную среду, позволит предотвратить преждевременное разрушение упругого элемента, существенно увеличить срок службы упругого элемента, обеспечить надежную фиксацию соединительного пальца, исключить его смещение и поломки в процессе вращательного бурения, повысить долговечность замковых соединений буровых шнеков. При этом выполнение кислотощелочестойкой резины в виде шнура именно круглого сечения (например, по ГОСТ 6467-79) существенно упростит технологию изготовления замкового соединения буровых шнеков.

На фиг. 1 показано замковое соединение буровых шнеков; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Замковое соединение буровых шнеков выполнено в виде шестигранной втулки 1 и шестигранного хвостовика 2, имеющих, соответственно, сквозные отверстия 3, 4, перпендикулярные продольной оси соединения, в которые вставлен соединительный палец 5, длиной не более наружного диаметра шестигранной втулки 1, имеющий кольцевую проточку 6 посередине для взаимодействия со стопорным устройством 7, размещенным в отверстии 8, выполненном в торце 9 шестигранного хвостовика 2, соосно его продольной оси, и содержащим фиксатор 10, упругий элемент 11, выполненный из кислотощелочестойкой резины в виде шнура круглого сечения, и резьбовую пробку 12.

Предлагаемое замковое соединение буровых шнеков работает следующим образом.

Перед началом бурения шестигранная втулка 1 верхнего шнека устанавливается на шестигранный хвостовик 2 нижнего шнека или породоразрушающего инструмента (не показан), чтобы их сквозные отверстия 3, 4 разместились соосно и в них вставляется соединительный палец 5, который вручную (или при помощи молотка) перемещается в отверстиях 3, 4, нажимает на фиксатор 10, последний преодолевая силы упругости упругого элемента 11, выполненного из резины, поднимается вверх пропуская соединительный палец 5 до момента встречи фиксатора 10 с кольцевой проточкой 6, после чего фиксатор 10 под действием сил упругости упругого элемента 11 выполненного из резины, входит в кольцевую проточку 6 и стопорит соединительный палец 5.

После этого к верхнему буровому шнеку прилагаются рабочие нагрузки - осевое давление и крутящий момент, который через шестигранную втулку 1 и шестигранный хвостовик 2 передается на нижний шнек, обеспечивая процесс вращательного бурения скважины. Возникающие при вращательном бурении в замковом соединении центробежные силы стремятся сдвинуть соединительный палец 5, однако фиксатор 10 под действием сил упругости упругого элемента 11, выполненного из резины, надежно удерживает его через кольцевую проточку 6 в среднем положении. При этом, поскольку упругий элемент 11 выполнен именно из кислотощелочестойкой резины, то он не только будет обладать антикоррозийными свойствами при взаимодействии с грунтовыми водами обычной жесткости, но и будет защищен от химического разрушения при взаимодействии с агрессивными грунтовыми водами при бурении обводненных пород в процессе длительного времени. Причем, в зависимости от заданных рабочих нагрузок (осевое давление, частота вращения шнеков) сила упругости упругого элемента 11, выполненного из резины, может регулироваться посредством ввинчивания(вывинчивания) резьбовой пробки 12.

После бурения на глубину одного бурового шнека производится разборка замкового соединения вручную (при помощи наставки с молотком) при которой воздействуют на любой из концов соединительного пальца 5, после чего соединительный палец 5 перемещаясь нажимает на фиксатор 10, который преодолевая силы упругости упругого элемента 11, выполненного из резины, поднимается вверх из кольцевой проточки 6, пропуская соединительный палец 5. Затем соединительный палец 5 извлекается из замкового соединения и после чего оно разбирается до очередного этапа бурения.

Выполнение замкового соединения буровых шнеков вышеуказанной конструкции позволяет повысить его долговечность при бурении обводненных горных пород.

Claims

1. Замковое соединение буровых шнеков, выполненное в виде шестигранной втулки и шестигранного хвостовика, имеющих сквозные отверстия, перпендикулярные продольной оси соединения, в которые вставлен соединительный палец длиной не более наружного диаметра шестигранной втулки, имеющий кольцевую проточку посередине для взаимодействия со стопорным устройством, размещенным в отверстии, выполненном в торце шестигранного хвостовика соосно его продольной оси, и содержащим фиксатор, упругий элемент и резьбовую пробку, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен из резины.

2. Замковое соединение буровых шнеков по п. 1, отличающееся тем, что в качестве резины используется кислотощелочестойкая резина в виде шнура круглого сечения.