RU2223378C1 - Perforator - Google Patents
Perforator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2223378C1 RU2223378C1 RU2002116279/03A RU2002116279A RU2223378C1 RU 2223378 C1 RU2223378 C1 RU 2223378C1 RU 2002116279/03 A RU2002116279/03 A RU 2002116279/03A RU 2002116279 A RU2002116279 A RU 2002116279A RU 2223378 C1 RU2223378 C1 RU 2223378C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- auxiliary
- main
- striker
- bullet
- rotary
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной и строительной промышленности и может применяться для бурения шпуров некрепких пород с пониженной прочностью скалывания и твердыми включениями, например, апатитонефелиновой руды, для пород, имеющих при бурении шпуров и скважин забой с неровной поверхностью.The invention relates to the mining and construction industries and can be used for drilling boreholes of weak rocks with reduced shear strength and solid inclusions, for example, apatitenefelin ore, for rocks that have a face with an uneven surface when drilling boreholes and wells.
Известно гидропневматическое устройство ударного действия (а.с № 713969, М.кл. Е 02 F 9/22, БИ № 5, 1980, авторы: В.Г. Кузнецов и др.) включающее: корпус, боек с наконечником, рабочий и тормозной поршни, рабочий и тормозной поршни аккумулятора, поршень компенсатора рабочей камеры и поршень компенсатора тормозной камеры, подпружиненный золотник, переливные и управляющие каналы. Однако это устройство предназначено только для работы в режиме отбойного молотка либо пневмолома и его невозможно использовать для бурения.Known hydropneumatic shock device (AS No. 713969, Mcl E 02 F 9/22, BI No. 5, 1980, authors: V.G. Kuznetsov and others) including: a body, a striker with a tip, a worker and brake pistons, working and brake pistons of the accumulator, the piston of the compensator for the working chamber and the piston of the compensator of the brake chamber, a spring-loaded spool, overflow and control channels. However, this device is intended only for operation in the jackhammer or pneumatic breaker mode and cannot be used for drilling.
Известен также двухпоршневой перфоратор (а.с. № 140228, М.кл. Е 21 С 3/04, БИ № 7, 1989, авторы: А.А. Манин и В.И. Чирьев), включающий корпус, два поршня, кулачковую муфту, гранбуксу, воздухораспределительное устройство и уплотнительное кольцо. Такое устройство снабжается двухмассовым ударником с целью снижения вибрации, передаваемой на корпус, и не способно решать задачи по интенсификации режимов бурения по породам, состоящим из твердых и мягких компонентов.Also known is a two-piston rotary hammer (AS No. 140228, Mcl E 21 3/04, BI No. 7, 1989, authors: A.A. Manin and V.I. Chiriev), comprising a housing, two pistons, cam clutch, granbuksu, air distribution device and o-ring. Such a device is equipped with a two-mass drummer in order to reduce vibration transmitted to the body, and is not able to solve the problem of intensifying drilling regimes in rocks consisting of hard and soft components.
Известен также телескопный перфоратор (Васильев В.М. Перфораторы. М.: Недра, 1989, с. 48, 49), который наиболее близок к заявленному устройству и может быть принят за прототип. Телескопный перфоратор с промежуточным бойком включает породоразрушающий инструмент, расположенный на штанге, корпус, воздухораспределительную систему, поршень-ударник, промежуточный боек, поворотный механизм, поворотную и концевую буксы. Наличие промежуточного бойка не направлено на повышение производительности, а служит средством позволяющим использовать при бурении штанги без буртов. Такой перфоратор может работать со штангами без буртов, однако имеет следующие недостатки: наличие неуправляемого по перемещению бойка снижает КПД удара и усложняет ствол корпуса перфоратора, имеет пониженную производительность.Also known is a telescopic punch (Vasiliev V.M. Punchers. M .: Nedra, 1989, p. 48, 49), which is closest to the claimed device and can be mistaken for a prototype. A telescopic perforator with an intermediate hammer includes a rock cutting tool located on the rod, a housing, an air distribution system, a piston hammer, an intermediate hammer, a rotary mechanism, a rotary and trailer axle boxes. The presence of an intermediate hammer is not aimed at increasing productivity, but serves as a means of allowing the use of rods without collars when drilling. Such a puncher can work with rods without shoulders, however, it has the following disadvantages: the presence of an uncontrollable striker for moving reduces the impact efficiency and complicates the barrel of the puncher body, has a reduced productivity.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышения КПД удара.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, namely increasing the efficiency of impact.
Задача решается тем, что перфоратор, содержащий породоразрушающий инструмент, закрепленный на штанге, корпус с размещенными в нем на воздухопроводной трубке, поворотным механизмом и сдвоенным поршнем-ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы, согласно изобретению снабжен защелкой, закрепленной на основном бойке со стороны вспомогательного бойка, дополнительной рабочей полостью, образованной между двумя бойками в поворотной буксе, снабженной расточкой для утапливания защелки, а воздухопроводная трубка имеет прорезь, связывающую ее канал с дополнительной рабочей полостью в месте соединения основного и вспомогательного бойков, при этом соотношение масс и сечений бойков выбирают из неравенства:The problem is solved in that the perforator containing a rock cutting tool, mounted on a rod, a housing with a rotary mechanism and a double piston-hammer located in it on an air pipe, including a main and auxiliary hammer, an air distribution system, a rotary and end axle box, according to the invention, is provided with a latch mounted on the main striker from the side of the auxiliary striker, an additional working cavity formed between two strikers in a rotary axle equipped with a bore for latching, and the air pipe has a slot connecting its channel with an additional working cavity at the junction of the main and auxiliary strikers, while the ratio of masses and sections of the strikers is chosen from the inequality:
где S1 - площадь сечения вспомогательного бойка, м2;where S 1 is the cross-sectional area of the auxiliary striker, m 2 ;
S2 - площадь сечения основного бойка, м2;S 2 - the cross-sectional area of the main striker, m 2 ;
m1 - масса вспомогательного бойка, кг;m 1 is the mass of the auxiliary striker, kg;
m2 - масса основного бойка, кг.m 2 - mass of the main striker, kg
Благодаря этому:Thereby:
1) осуществляется плотное прилегание долота (инструмента) к забою;1) a snug fit of the bit (tool) to the face;
2) равномерно распределяется разрушающее усилие от воздействия поршня-ударника перпендикулярно плоскости скола после предварительного внедрения породоразрушающего инструмента за счет прижатия перфоратора к забою;2) the destructive force due to the impact of the piston-hammer is distributed evenly perpendicular to the cleavage plane after the preliminary introduction of the rock cutting tool by pressing the perforator to the face;
3) увеличивается производительность бурения.3) increased drilling performance.
При разрушении пород, состоящих из мягких и крепких ингредиентов, например апатитонефелиновой руды, “двойной” удар с опережающим раскерниванием забоя позволит повысить скорость бурения не менее чем в 1,5 раза по сравнению с прототипом.In the destruction of rocks, consisting of soft and strong ingredients, such as apatitonefelin ore, a “double” impact with an advance slaughter of the face will increase the drilling speed by at least 1.5 times compared with the prototype.
Перфоратор поясняется чертежами, где на фиг.1 показан фронтальный разрез перфоратора; на фиг.2 показано положение основного и вспомогательного бойков поршня-ударника после начала рабочего хода; на фиг.3 показано положение основного и вспомогательного бойков в конце рабочего хода; на фиг.4 показан узел соединения основного и вспомогательного бойков поршня-ударника; на фиг.5 дан разрез А-А по узлу, указанному на фиг.4; на фиг.6 – узел В на фиг.4.The punch is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a frontal section of the punch; figure 2 shows the position of the main and auxiliary strikers of the piston-drummer after the start of the working stroke; figure 3 shows the position of the main and auxiliary strikers at the end of the stroke; figure 4 shows the connection node of the main and auxiliary strikers of the piston-hammer; figure 5 is a section aa along the node indicated in figure 4; figure 6 - node In figure 4.
Перфоратор предназначен для бурения шпуров и скважин, имеющих забой с неровной поверхностью, обусловленной выкрашиванием мягких пород, с выступами из более твердых. Перфоратор содержит: штангу 1, на которой закреплен породоразрушающий инструмент (на чертеже не показан), корпус 2, поршень-ударник, включающий два бойка (основной 3 и вспомогательный 4), соединяемых между собой при холостом ходе защелкой 5 (например, пружинного типа), поворотный механизм 6, поворотную 7 и концевую 8 буксы. В корпусе 2 расположена воздухораспределительная система 9. Прорезь 10 в воздухопроводной трубке 11 через канал 12 соединяет рабочую полость 13 и дополнительную рабочую полость 14. Основной боек 3 со стороны воздухораспределительной системы 9 имеет гайку 15. В поворотной буксе 7 выполнена расточка 16 для утапливания защелки 5. Для осуществления двойного удара вспомогательный боек при рабочем ходе двигается с большим ускорением, чем основной. Ускорение определяется выражением:The perforator is designed for drilling holes and boreholes with a face with an uneven surface due to chipping of soft rocks, with protrusions of harder. The hammer drill contains: a
где Р - давление сжатого воздуха, МПа,where P is the pressure of compressed air, MPa,
S - площадь поверхности, на которую действует давление сжатого воздуха, м2,S is the surface area on which the pressure of compressed air acts, m 2 ,
m - масса поршня ударника, кг,m is the mass of the piston of the hammer, kg,
где d - диаметр поверхности, на которую действует давление сжатого воздуха, м.where d is the diameter of the surface on which the pressure of compressed air acts, m
Для того, чтобы ускорение а1 вспомогательного бойка было больше, чем ускорение а2 основного (а1 > а2) при равном давлении, действующем на оба бойка, соотношение масс и сечений вспомогательного и основного бойка поршня-ударника выбирают из неравенства:In order for the acceleration a 1 of the auxiliary striker to be greater than the acceleration a 2 of the main striker (a 1 > a 2 ) with equal pressure acting on both strikers, the ratio of masses and cross sections of the auxiliary and main striker of the piston-striker is chosen from the inequality:
где S1 - площадь сечения вспомогательного бойка, м2;where S 1 is the cross-sectional area of the auxiliary striker, m 2 ;
S2 - площадь сечения основного бойка, м2;S 2 - the cross-sectional area of the main striker, m 2 ;
m1 - масса вспомогательного бойка, кг;m 1 is the mass of the auxiliary striker, kg;
m2 - масса основного бойка, кг.m 2 - mass of the main striker, kg
Перфоратор работает следующим образом. В начале бурения основной 3 и вспомогательный 4 бойки находятся в левом положении, воздух из воздухораспределительной системы 9 поступает в рабочую полость 13 и давит слева на основной боек 3 поршня-ударника, а также по каналу 12 воздухопроводной трубки 11 поступает через прорезь 10 в дополнительную рабочую полость 14. Вспомогательный боек 4 поршня-ударника приходит в движение, причем соотношение масс и сечений основного 3 и вспомогательного 4 бойков поршня-ударника таковы, что движение вспомогательного бойка 4 происходит с большим ускорением, чем движение основного бойка 3. Вспомогательный боек 4 самостоятельно наносит удар по штанге 1 в первую очередь. Вслед за ударившим и чуть отскочившим вспомогательным бойком 4 ударяет основной боек 3 слитным ударом, т.е. удар основного бойка 3 происходит совместно с вспомогательным бойком 4. Затем оба бойка соединяются защелкой 5 (например, пружинного типа) и происходит отвод основного 3 и вспомогательного 4 бойков поршня-ударника назад (в исходное положение) совместно. После отхода обоих бойков в крайнее левое (исходное) положение защелка 5 разъединяет бойки, утапливаясь в расточке 16 поворотной буксы 7. Далее цикл повторяется.The punch works as follows. At the beginning of drilling, the main 3 and auxiliary 4 strikers are in the left position, air from the
Благодаря такому решению осуществляется плотное прилегание долота (инструмента) к забою, равномерно распределяется разрушающее усилие от воздействия поршня перпендикулярно плоскости скола после предварительного внедрения породоразрушающего инструмента за счет прижатия перфоратора к забою, увеличивается производительность бурения. При разрушении пород, состоящих из мягких и крепких ингредиентов, например апатитонефелиновой руды, “двойной” удар с опережающим раскерниванием забоя позволит повысить КПД, а именно скорость бурения не менее чем в 1,5 раза по сравнению с прототипом.Thanks to this solution, the bit (tool) is firmly attached to the face, the destructive force from the impact of the piston is perpendicular to the cleavage plane evenly distributed after the preliminary introduction of the rock cutting tool by pressing the perforator to the face, the drilling productivity increases. In the destruction of rocks, consisting of soft and strong ingredients, such as apatitonefelin ore, a “double” impact with an advance slaughter of the face will increase the efficiency, namely, the drilling speed is not less than 1.5 times in comparison with the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002116279/03A RU2223378C1 (en) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | Perforator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002116279/03A RU2223378C1 (en) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | Perforator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002116279A RU2002116279A (en) | 2004-01-10 |
RU2223378C1 true RU2223378C1 (en) | 2004-02-10 |
Family
ID=32172881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002116279/03A RU2223378C1 (en) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | Perforator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2223378C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444602C1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Perforator |
RU2549642C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Perforator |
-
2002
- 2002-06-17 RU RU2002116279/03A patent/RU2223378C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВАСИЛЬЕВ В.М. Перфораторы. Справочник. - М.: Недра, 1989, с.48-49. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444602C1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Perforator |
RU2549642C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Perforator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002116279A (en) | 2004-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4280573A (en) | Rock-breaking tool for percussive-action machines | |
CA2426544A1 (en) | Percussive down-the-hole hammer for rock drilling, and a drill bit used therein | |
WO2007056007A3 (en) | Downhole percussion tool | |
DE3852548D1 (en) | HYDRAULIC STONE DRILLING MACHINE IN THE HOLE. | |
WO1997014870A1 (en) | Shock-absorbing mechanism for hydraulic hammering device | |
CA2420980A1 (en) | Percussive down-the-hole hammer for rock drilling, a top sub used therein and a method for adjusting air pressure | |
US1006661A (en) | Rock-drill. | |
RU2223378C1 (en) | Perforator | |
US2765776A (en) | Hammer pistons for percussion apparatus | |
CN113631793B (en) | Rock drill bit for percussive drilling | |
JPH06503621A (en) | air hammer | |
RU2296850C1 (en) | Perforator | |
US4166507A (en) | Percussive drilling apparatus | |
RU2444602C1 (en) | Perforator | |
JP2022133250A (en) | Hydraulic rotary impact hammer drill comprising stop piston | |
GB2361492A (en) | Pneumatic ground piercing tool with movable chisel head | |
FI63469B (en) | BERGBORR MED DUBBELKOLV | |
RU2720041C1 (en) | Device for destruction of rocks by impact pulses | |
RU2244828C1 (en) | Pneumatic hammer | |
RU163030U1 (en) | SUBMERSIBLE SHOULDER | |
SU899892A1 (en) | Percussive device | |
WO2008112117A1 (en) | Bit rebounding bumper for down-the-hole rock drilling hammer | |
JP7217854B1 (en) | Multifunctional crushing tool, crushing device and crushing method | |
RU2209913C1 (en) | Process crushing rocks by impact momenta and gear for its realization | |
SU647446A1 (en) | Rock-drilling perforator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040618 |