RU2516042C1 - Стенд для исследования режимов бурения горных пород - Google Patents
Стенд для исследования режимов бурения горных пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516042C1 RU2516042C1 RU2012151807/03A RU2012151807A RU2516042C1 RU 2516042 C1 RU2516042 C1 RU 2516042C1 RU 2012151807/03 A RU2012151807/03 A RU 2012151807/03A RU 2012151807 A RU2012151807 A RU 2012151807A RU 2516042 C1 RU2516042 C1 RU 2516042C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- impulses
- torque
- pulses
- shock
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу, а именно к буровой технике, и предназначено для исследования режимов бурения горных пород. Техническим результатом является повышение точности измерения режимных параметров бурения за счет возможности независимого приложения к отрезку буровой штанги с буровым инструментом крутящего момента, усилия подачи, импульсов крутящего момента и импульсов осевого усилия. Стенд содержит опорную плиту, отрезок буровой штанги с буровым инструментом, установленный в опорах, гидроцилиндр подачи, тензометрические звенья, вращатель, образец породы. Стенд дополнительно содержит ударный механизм-возбудитель импульсов осевых усилий и ударный механизм-возбудитель импульсов крутящего момента, закрепленные на опорах, расположенных на неподвижной опорной плите, ударные механизмы-возбудители импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента закреплены с возможностью передачи импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента на штангу с буровым инструментом через тензометрические звенья, причем вращатель, с закрепленным на его валу образцом породы, размещен в податчике, имеющем возможность перемещения по направляющим рамы. 3 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу, а именно к буровой технике, применяемой для бурения шпуров различного целевого назначения, и предназначено для исследования режимов бурения горных.
Известен стенд для исследования процессов бурения горных пород, включающий в себя нагрузочный гидроцилиндр, буровую штангу с породоразрушающим инструментом, блок горной породы, механизм вращения буровой штанги (патент №2005879, РФ, E21C 1/00, E21B 3/00, 15.01.1994)
Недостатком известного технического решения является то, что конструкция данного стенда не предусматривает приложение импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента к породоразрушающему инструменту и не позволяет исследовать режимы бурения при бурении различными способами
Известно устройство для бесконтактного измерения температуры забоя скважины в процессе бурения, включающее в себя установленный на валу бурового станка кернодержатель с образцом породы в виде керна, породоразрушающий инструмент, раму (патент №2326240, РФ, E21B 47/06, B24B 49/12, 10.12.2007)
Недостатком известного технического решения является то, что конструкция данного стенда также не предусматривает приложение импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента к породоразрушающему инструменту и не позволяет исследовать режимы бурения при бурении различными способами.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому устройству по совокупности признаков является стенд для исследования процесса бурения горных пород, включающий опорную плиту с направляющими, опоры, тензометрические звенья, отрезок буровой штанги с буровым инструментом, два гидроцилиндра (Крапивин М.Г., Раков И.Я., Сысоев Н.И. Горные инструменты. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 256 с: ил. стр 214-216).
Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, является то, что конструкция прототипа предназначена для исследования режимов бурения горных пород исключительно вращательным способом и моделирование вращательно-ударного, ударно-вращательного или ударного бурения не представляется возможным.
Задача изобретения - повышение точности измерения режимных параметров бурения при комбинированном механическом воздействии на буровой инструмент.
Технический результат заявляемого изобретения - повышение точности измерения режимных параметров бурения за счет возможности независимого приложения к отрезку буровой штанги с буровым инструментом крутящего момента, усилия подачи, импульсов крутящего момента и импульсов осевого усилия.
Указанный технический результат достигается тем, что стенд для исследования режимов бурения горных пород содержит опорную плиту, отрезок буровой штанги с буровым инструментом, установленный в опорах, гидроцилиндр подачи, тензометрические звенья, вращатель, образец породы, отличающийся тем, что стенд дополнительно содержит ударный механизм-возбудитель импульсов осевых усилий и ударный механизм-возбудитель импульсов крутящего момента, закрепленные на опорах, расположенных на неподвижной опорной плите, ударные механизмы-возбудители импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента закреплены с возможностью передачи импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента на штангу с буровым инструментом через тензометрические звенья, причем вращатель, с закрепленным на его валу образцом породы, размещен в податчике, имеющем возможность перемещения по направляющим рамы.
На фиг.1 изображена конструкция предлагаемого стенда.
На фиг.2 изображен разрез А-А.
На фиг.3 увеличенное изображение поз.11.
Стенд содержит раму 1, опорную плиту 2, закрепленную неподвижно на раме 1, отрезок буровой штанги 3 с буровым инструментом 4, две опоры 5 и 6 отрезка буровой штанги, закрепленные на опорной плите 2, два ударных механизма-возбудителя импульсов осевых усилий 7 и импульсов крутящего момента 8, стойки 9 и 10, закрепленные на опорной плите 2, предназначенные для закрепления на них соответственно ударных механизмов-возбудителей 7 и 8, тензометрическое звено-цилиндр 11 для передачи от ударного механизма-возбудителя импульсов осевых усилий 7 импульсов осевых усилий на отрезок буровой штанги 3 и размещения датчика 12, тензометрическое звено-рычаг 13, для передачи от ударного механизма-возбудителя импульсов крутящего момента 8 импульсов крутящего момента на отрезок буровой штанги 3 и размещения датчика 14, вращатель 15 с закрепленным на его валу образцом породы 16, податчик 17, предназначенный для закрепления в нем вращателя 15, гидроцилиндр подачи 18 для создания усилия подачи. В патронах ударных механизмов-возбудителей 7 и 8 установлены соответственно наконечники 19 и 20. Тензометрическое звено-рычаг 13 закреплено на отрезке буровой штанги 3 при помощи болта 21.
Стенд работает следующим образом.
Образец породы 16 закрепляется на валу вращателя 15 и прижимается к буровому резцу 4, закрепленном на отрезке штанги 3, посредством включения гидроцилиндра 18. При включении вращателя 15 образец породы начинает вращаться и резец 4 под действием усилия подачи, создаваемого гидроцилиндром 18, внедряется в образец породы. Осевая нагрузка, возникающая на отрезке буровой штанги 3, через тензометрическое звено-цилиндр 11, передается на наконечник 19 ударного механизма-возбудителя 7. Реактивный момент, возникающий на отрезке штанги 3, через тензометрическое звено-рычаг 13, передается на наконечник 20 ударного механизма-возбудителя 8. Усилие подачи регистрируется датчиком 11, а крутящий момент датчиком 14. Данный режим работы стенда соответствует вращательному способу бурения, причем усилие подачи буровою инструмента и частота вращения образца породы регулируются независимо друг от друга. Это позволяет подбирать оптимальные соотношение между этими параметрами и тем самым повысить точность измерения режимных параметров бурения.
При включении в работу механизма-возбудителя импульсов осевых усилий 7 на отрезок буровой штанги 3 через тензометрическое звено-цилиндр 11 передаются осевые импульсы. Данный режим работы стенда соответствует вращательно-ударному способу бурения, причем каждый механизм, участвующий в создании необходимых для данного способа бурения движений, имеет возможность индивидуального регулирования, что позволяет повысить точность измерения режимных параметров бурения при данном способе бурения.
При отключении механизма-возбудителя импульсов осевых усилий 7 и включении в работу механизма-возбудителя импульсов крутящего момента 8 на отрезок буровой штанги 3 через радиальный тензометрическое звено-рычаг 13 передаются вращательные импульсы. На данном режиме работы бурение осуществляется с приложением к отрезку буровой штанги постоянного крутящего момента с наложением импульсов. На данном режиме работы стенда осуществляется проверка влияния импульсов крутящего момента на скорость бурения и также каждый механизм, участвующий в создании необходимых для данного способа бурения движений, имеет возможность индивидуального регулирования, что позволяет повысить точность измерения режимных параметров бурения при данном способе бурения.
При одновременном включении в работу вращателя 15, гидроцилиндра подачи 18, ударных механизмов-возбудителей 7 и 8 реализуется вращательно-ударный способ бурения с наложением импульсов крутящего момента. На данном режиме работы стенда подбирается такое соотношение всех параметров, при котором достигается наибольшая скорость бурения.
По сравнению с известным решением предлагаемое устройство позволяет исследовать режимные параметры бурения при вращательном, вращательно-ударном бурении и вращательно-ударном бурении с наложением импульсов крутящего момента, а также экспериментально установить влияние импульсов крутящего момента и его различных сочетаний с осевым импульсом на скорость бурения.
Claims (1)
- Стенд для исследования режимов бурения горных пород, содержащий опорную плиту, отрезок буровой штанги с буровым инструментом, установленный в опорах, гидроцилиндр подачи, тензометрические звенья, вращатель, образец породы, отличающийся тем, что стенд дополнительно содержит ударный механизм-возбудитель импульсов осевых усилий и ударный механизм-возбудитель импульсов крутящего момента, закрепленные на опорах, расположенных на неподвижной опорной плите, ударные механизмы-возбудители импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента закреплены с возможностью передачи импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента на штангу с буровым инструментом через тензометрические звенья, причем вращатель с закрепленным на его валу образцом породы размещен в податчике, имеющем возможность перемещения по направляющим рамы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151807/03A RU2516042C1 (ru) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Стенд для исследования режимов бурения горных пород |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151807/03A RU2516042C1 (ru) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Стенд для исследования режимов бурения горных пород |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2516042C1 true RU2516042C1 (ru) | 2014-05-20 |
Family
ID=50778876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012151807/03A RU2516042C1 (ru) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Стенд для исследования режимов бурения горных пород |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2516042C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171180U1 (ru) * | 2016-12-09 | 2017-05-23 | Открытое акционерное общество "ВНИИИНСТРУМЕНТ" ОАО "ВНИИИНСТРУМЕНТ" | Стенд для исследований процессов бурения горных пород |
CN109612771A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-12 | 北京英斯派克科技有限公司 | 一种在线自动连续取样装置及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU404935A1 (ru) * | 1971-12-06 | 1973-10-22 | Л. Т. Дворников , В. И. Шишканов Фрунзенский политехнический институт | Стенд для исследования буримости горных пород и режимов вращательного и вращательно-ударного |
SU524910A1 (ru) * | 1974-11-29 | 1976-08-15 | Стенд дл исследовани бурового инструмента и процессов бурени | |
SU861574A1 (ru) * | 1979-12-18 | 1981-09-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов | Стенд дл моделировани процесса ударного бурени |
SU1687760A1 (ru) * | 1989-01-13 | 1991-10-30 | Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе | Стенд дл испытаний инструмента вращательного бурени |
RU2005879C1 (ru) * | 1992-03-30 | 1994-01-15 | Сибирский металлургический институт | Стенд для исследования процессов бурения горных пород |
-
2012
- 2012-12-03 RU RU2012151807/03A patent/RU2516042C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU404935A1 (ru) * | 1971-12-06 | 1973-10-22 | Л. Т. Дворников , В. И. Шишканов Фрунзенский политехнический институт | Стенд для исследования буримости горных пород и режимов вращательного и вращательно-ударного |
SU524910A1 (ru) * | 1974-11-29 | 1976-08-15 | Стенд дл исследовани бурового инструмента и процессов бурени | |
SU861574A1 (ru) * | 1979-12-18 | 1981-09-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов | Стенд дл моделировани процесса ударного бурени |
SU1687760A1 (ru) * | 1989-01-13 | 1991-10-30 | Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе | Стенд дл испытаний инструмента вращательного бурени |
RU2005879C1 (ru) * | 1992-03-30 | 1994-01-15 | Сибирский металлургический институт | Стенд для исследования процессов бурения горных пород |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КРАПИВИН М.Г. и др., Горные инструменты, 3-е изд., Москва, Недра, 1990, с. 214-216. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171180U1 (ru) * | 2016-12-09 | 2017-05-23 | Открытое акционерное общество "ВНИИИНСТРУМЕНТ" ОАО "ВНИИИНСТРУМЕНТ" | Стенд для исследований процессов бурения горных пород |
CN109612771A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-12 | 北京英斯派克科技有限公司 | 一种在线自动连续取样装置及方法 |
CN109612771B (zh) * | 2018-12-20 | 2024-05-03 | 北京英斯派克科技有限公司 | 一种在线自动连续取样装置及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104655377B (zh) | 石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置 | |
CN103969141B (zh) | 一种硬岩滚刀破岩特性测试装置 | |
Deng et al. | Theoretical and experimental study on the penetration rate for roller cone bits based on the rock dynamic strength and drilling parameters | |
CN203178083U (zh) | 多截齿参数可调式旋转截割煤岩实验装置 | |
RU2516042C1 (ru) | Стенд для исследования режимов бурения горных пород | |
CN113418795A (zh) | 一种预测煤岩体单轴抗压强度的钻测试验系统及方法 | |
CN103983754B (zh) | 钻进岩石模拟的试验装置及确定试验杆压力和扭矩的方法 | |
RU2593612C1 (ru) | Стенд для исследования буровых рабочих органов | |
Messaoud | Influence of fluids on the essential parameters of rotary percussive drilling | |
CN206020199U (zh) | 一种pdc抗冲击韧性自动检测设备 | |
CN208816124U (zh) | 岩石定向致裂系统 | |
CN102506795A (zh) | 测轴承游隙的仪器的轴承定位结构 | |
CN206329335U (zh) | 一种合理评价岩体tbm施工适宜性的试验设备 | |
CN110308049A (zh) | 多维加载综合试验系统 | |
CN105067454B (zh) | 原位剪劈法检测混凝土抗拉与抗压强度的装置与方法 | |
RU47915U1 (ru) | Устройство зондирования грунта | |
CN103091006A (zh) | 用于钻头齿圈破岩性能的测试方法 | |
UA32394U (ru) | Лаборатория передвижная для диагностики геологической среды на малых глубинах | |
Chen | Experimental study of rock-breaking with an offset single cone bit | |
Klishin et al. | Exploration, degassing, and service hole drill rig SBR-400 | |
US20170350446A1 (en) | Drill drive for a drilling rig | |
CN219902780U (zh) | 一种强度测试用钻枪 | |
US20080184806A1 (en) | Device for Measuring Perforation Resistance | |
CN202281601U (zh) | 一种测轴承游隙的仪器的轴承定位结构 | |
Boldyrev et al. | The boring sounding of alluvial soils |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181204 |