RU2659045C1 - Perforator - Google Patents
Perforator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659045C1 RU2659045C1 RU2017120631A RU2017120631A RU2659045C1 RU 2659045 C1 RU2659045 C1 RU 2659045C1 RU 2017120631 A RU2017120631 A RU 2017120631A RU 2017120631 A RU2017120631 A RU 2017120631A RU 2659045 C1 RU2659045 C1 RU 2659045C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- auxiliary
- shank
- main
- striker
- housing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B6/00—Drives for drilling with combined rotary and percussive action
Abstract
Description
Изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано для бурения шпуров и скважин в любых многоструктурных породах с твердыми включениями, например, апатитонефелиновой руды.The invention relates to the mining and construction industries and can be used for drilling holes and wells in any multi-structural rocks with solid inclusions, for example, apatitonefelinny ore.
Известно гидропневматическое устройство ударного действия (авторское свидетельство СССР №713969, опубл. 05.02.1980 г.), включающее корпус, боек с наконечником, рабочий и тормозной поршни, подпружиненный золотник, переливные и управляющие каналы.Known hydropneumatic shock device (USSR author's certificate No. 713969, publ. 02/05/1980), including a housing, a hammer with a tip, working and brake pistons, a spring-loaded spool, overflow and control channels.
Недостатком устройства является то, что данное устройство способно работать только в режиме отбойного молотка и не может быть использовано для бурения.The disadvantage of this device is that this device is able to work only in the jackhammer mode and cannot be used for drilling.
Известен двухпоршневой перфоратор (авторское свидетельство СССР №1460228, опубл. 23.02.1989 г.), включающий корпус, два поршня, кулачковую муфту, гранбуксу, воздухораспределительное устройство и уплотнительное кольцо.Known two-piston rotary hammer (USSR author's certificate No. 1460228, publ. 02/23/1989), including a housing, two pistons, a cam clutch, granbuksu, air distribution device and a sealing ring.
Недостаток этого устройства состоит в том, что двухмассовый ударник, которым снабжен перфоратор, снижает вибрации, передаваемые на корпус, но не способно решать задачи по повышению кпд удара и интенсификации режимов бурения многоструктурных пород, состоящих из твердых и мягких компонентов.The disadvantage of this device is that the two-mass hammer, which is equipped with a perforator, reduces the vibrations transmitted to the body, but is not able to solve problems of increasing the efficiency of impact and intensification of drilling regimes of multi-structural rocks, consisting of hard and soft components.
Известен телескопический перфоратор (Васильев В.М. Перфораторы. М.: Недра, 1989, с. 48, 49) с промежуточным бойком, включающий породоразрушаюший инструмент, расположенный на штанге, корпус, воздухораспределительную систему, поршень-ударник, промежуточный боек, поворотный механизм, поворотную и концевую буксы.Known telescopic puncher (Vasiliev V.M. Punchers. M: Nedra, 1989, p. 48, 49) with an intermediate hammer, including a rock cutting tool located on the rod, a housing, an air distribution system, a piston hammer, an intermediate hammer, a rotary mechanism , rotary and trailer axle boxes.
Недостатком данного перфоратора является то, что неуправляемое перемещение промежуточного бойка снижает коэффициент полезного действия удара и усложняет конструкцию ствола корпуса перфоратора.The disadvantage of this punch is that the uncontrolled movement of the intermediate hammer reduces the efficiency of the impact and complicates the design of the barrel of the punch.
Известен перфоратор (патент РФ №2223378, опубл. 10.02.2004 г.), содержащий породоразрушающий инструмент, корпус, с размещенным в нем поворотным механизмом и сдвоенным поршнем-ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы.Known perforator (RF patent No. 2223378, publ. 02/10/2004), containing a rock cutting tool, a housing, with a rotary mechanism and a double piston-hammer placed in it, including the main and auxiliary strikers, the air distribution system, the rotary and trailer axle boxes.
Недостатком устройства является нестабильность процесса нанесения «двойного» удара, т.к. после нанесения основного удара происходит заклинивание вспомогательного бойка в буксе, что нарушает стабильную работу перфоратора.The disadvantage of this device is the instability of the process of applying a "double" blow, because after applying the main blow, the auxiliary hammer is jammed in the axle box, which violates the stable operation of the punch.
Известен перфоратор (патент РФ №2444602, опубл. 10.03.2012 г.), принятый за прототип, содержащий породоразрушающий инструмент, корпус, с размещенным в нем поворотным механизмом и сдвоенным ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы, при этом вспомогательный боек имеет внутреннюю полость с упругим элементом, выполненную в виде сужающейся и расширяющейся частей, минимальный диаметр полости D принимают больше диаметра правой концевой части воздухопроводной трубки, а максимальный диаметр D1 полости со стороны штанги выбирают из соотношения где S1 - площадь контакта вспомогательного бойка со штангой; S2 - площадь торцевого сечения штанги.Known perforator (RF patent No. 2444602, publ. 10.03.2012), adopted as a prototype containing rock cutting tool, a housing with a rotary mechanism and a double striker placed in it, including the main and auxiliary strikers, air distribution system, rotary and end axle boxes while the auxiliary firing pin has an internal cavity with an elastic element made in the form of tapering and expanding parts, the minimum diameter of the cavity D is greater than the diameter of the right end part of the air pipe, and the max the total diameter D 1 of the cavity from the side of the rod is selected from the ratio where S 1 is the contact area of the auxiliary striker with the bar; S 2 - the area of the end section of the rod.
Недостатками данного устройства являются: изнашивание соприкасающихся поверхностей, в результате чего нарушается центрирование и возникает перекос вспомогательного бойка относительно поверхности буксы, что ведет к внецентренному «косому» удару последнего по штанге, с возможностью заклинивания вспомогательного бойка в буксе, что нарушает процесс «дребезга» и стабильную работу перфоратора; использование энергии сжатого воздуха для движения основного бойка, в результате чего в полости соударения вспомогательного и основного бойков создается высокое давление, что ведет к неконтролируемому движению вспомогательного бойка внутри этой полости.The disadvantages of this device are: the wear of the contacting surfaces, as a result of which the centering is violated and there is a skew of the auxiliary striker relative to the axle box surface, which leads to an eccentric "oblique" impact of the latter on the bar, with the possibility of jamming of the auxiliary striker in the axle box, which disrupts the process of "bounce" and stable operation of the punch; the use of compressed air energy for the movement of the main striker, as a result of which high pressure is created in the collision cavity of the auxiliary and main strikers, which leads to uncontrolled movement of the auxiliary striker inside this cavity.
Техническим результатом изобретения является обеспечение надежного процесса «дребезга» вспомогательного бойка между основным бойком и хвостовиком, а также предотвращение «залипания» вспомогательного бойка, между основным бойком и хвостовиком, путем контролируемого возвращения его в начальное положение для обеспечения необходимого зазора.The technical result of the invention is the provision of a reliable process of “bounce” of the auxiliary striker between the main striker and the shank, as well as the prevention of “sticking” of the auxiliary striker between the main striker and the shank by controlled return to its initial position to provide the necessary clearance.
Технический результат достигается тем, что содержит хвостовик, установленный одним концом на подшипниках скольжения в корпусе, а выходным концом соединенный посредством составного из штанг бурового става с буровой коронкой, при этом поворотный механизм выполнен с приводом вращения, включающим гидродвигатель и редуктор, вспомогательный боек установлен в отверстии концевой буксы с возможностью перемещения вдоль своей продольной оси в нем, а концевая букса выполнена с установленным в ней постоянным магнитом, при этом концевая букса и вспомогательный боек выполнены из ферромагнетиков, а хвостовик и основной боек - из неферромагнетиков.The technical result is achieved by the fact that it contains a shank installed at one end on sliding bearings in the housing, and the output end is connected by means of a composite of drill rods with a drill bit, while the rotary mechanism is made with a rotation drive including a hydraulic motor and gearbox, the auxiliary hammer is installed in holes of the end axle box with the possibility of movement along its longitudinal axis in it, and the end axle box is made with a permanent magnet installed in it, while the end axle box and omogatelny firing pin made of ferromagnetic materials, and the shank and the main firing pin - of neferromagnetikov.
Устройство перфоратора поясняется следующими фигурами: фиг. 1 - перфоратор в момент начала рабочего хода основного бойка; фиг. 2 - вспомогательный боек для первого предложенного варианта; фиг. 3 - вспомогательные бойки в соединении с концевой буксой (буксой хвостовика), где:The device of the punch is illustrated by the following figures: FIG. 1 - punch at the beginning of the working stroke of the main striker; FIG. 2 - auxiliary striker for the first proposed option; FIG. 3 - auxiliary strikers in conjunction with the end axle box (axle box), where:
1 - хвостовик;1 - shank;
2 - основной боек;2 - the main firing pin;
3 - вспомогательный боек;3 - auxiliary striker;
4 - корпус;4 - case;
5 - подшипники скольжения;5 - plain bearings;
6 - выходной конец;6 - output end;
7 - выходной вал;7 - output shaft;
8 - редуцирующая шестерня;8 - reducing gear;
9 - втулка вращения;9 - rotation sleeve;
10 - муфта;10 - coupling;
11 - система промывки бурового става;11 - flushing system of the drill stand;
12 - отверстие;12 - hole;
13 - осевое отверстие основного бойка;13 - axial hole of the main striker;
14 - постоянный магнит;14 - a permanent magnet;
15 - концевая букса;15 - trailer axle box;
16 - зона соударения;16 - collision zone;
17 - рабочая полость;17 - working cavity;
18 - уплотнение.18 - seal.
Перфоратор (фиг. 1) содержит породоразрушающий инструмент, состоящий из набора навинчиваемых штанг (наращиваемого бурового става) и коронки, навинчиваемые на хвостовик 1, по которому совершается удар сдвоенным ударником, состоящим из основного бойка 2 и вспомогательного бойка 3. Хвостовик установлен и центрируется шлицевым концом в корпусе 4 перфоратора на подшипниках скольжения 5, а выходной конец 6 имеет круглую резьбу, для навинчивания на него составного бурового става с коронкой. Поворотный механизм имеет собственный привод, вращение которого от выходного вала 7 гидродвигателя (геротора) передается через редуцирующую шестерню 8, втулку вращения 9 и муфту 10 к шлицевому концу хвостовика, чем обеспечивает независимое вращение всего породоразрушающего инструмента. Система промывки бурового става 11 осуществляется боковой подачей воды через отверстие 12.The perforator (Fig. 1) contains a rock cutting tool, consisting of a set of screwed rods (expandable drill stand) and crowns screwed onto a shank 1, which is hit by a double hammer, consisting of the
Вспомогательный боек 3 (фиг. 2) имеет осевое отверстие основного бойка 13 для его облегчения и изготовлен из мартенситной стали для повышения его магнитных свойств, а также осуществления более точного и быстрого позиционирования в области «дребезга». Позиционирование вспомогательного бойка осуществляется постоянным магнитом 14 (фиг. 3), установленным внутри концевой буксы 15 (буксы хвостовика), которая демпфирует вибрации от забоя, причем высокое давление не создается в ее полости, чем и обеспечивает благоприятные условия для осуществления «дребезга» вспомогательного бойка. Для предотвращения попадания высокого давления в зону соударения 16 основного бока 2 и вспомогательного бойка 3 из рабочей полости 17 (фиг. 1) в буксу устанавливается уплотнение 18 (фиг. 3). Букса выполнена также из магнитной мартенситной стали (как и вспомогательный боек). Магнитные силы центрируют вспомогательный боек 3 таким образом, чтобы перед началом рабочего хода основного бойка обеспечивался зазор между хвостовиком и вспомогательным бойком от 3 до 5 мм, при этом штанга и основной боек должны быть изготовлены из немагнитной аустенитной стали.Auxiliary striker 3 (Fig. 2) has an axial bore of the main striker 13 to facilitate it and is made of martensitic steel to increase its magnetic properties, as well as more accurate and faster positioning in the "bounce" area. The positioning of the auxiliary striker is carried out by a permanent magnet 14 (Fig. 3) installed inside the end axle box 15 (shafts of the shank), which damps vibrations from the bottom, and high pressure is not created in its cavity, which provides favorable conditions for the implementation of the "bounce" of the auxiliary striker . To prevent high pressure from entering the
Работа перфоратора осуществляется следующим образом. Рабочая жидкость из маслостанции гидравлической системы, под высоким давлением, поступает в рабочую полость 17 перфоратора, давит на торцевые выступы основного бойка 2, заставляя его двигаться слева навстречу вспомогательному бойку 3 и хвостовику 1. При этом высокое давление создается только в рабочей полости перфоратора, а в области соударения 16 и последующего «дребезга» избыточное давление отсутствует, тем самым создаются управляемые условия для нормальной работы ударной системы. Движение вспомогательного бойка 3 осуществляется в отверстии концевой буксы (буксы хвостовика) 15. При этом основной боек 2 наносит удар по вспомогательному бойку 3 и сообщает ему ударную энергию. Отскакивая от основного бойка 2, вспомогательный боек 3 наносит удар в торец хвостовика 1, и, отскакивая от него, соударяется опять со сближающимся основным бойком 2, далее повторяет свое движение к торцу хвостовика 1 уже с большей скоростью, благодаря сокращению длины хода вспомогательного бойка 3, тем самым производя серию повторяющихся высокочастотных кратковременных импульсных ударов - возникает эффект «дребезга». Рабочий ход основного бойка 2 заканчивается соединением (слипанием) всей ударной системы: основной боек - вспомогательный боек - хвостовик. Основной боек 2 отводится обратно в начальное положение, а вспомогательный боек 3 устанавливается в концевой буксе в положение 3-5 мм от хвостовика 1, тем самым заканчивая холостой ход ударной системы. Причем основной боек 2 не выходит за пределы отверстия концевой буксы 15, не прерывая тем самым контакт с уплотнением 18, которое исключает попадание избыточного давления в зону соударения 16 основного и вспомогательных бойков.The work of the punch is as follows. The working fluid from the hydraulic system oil station, under high pressure, enters the working
Для установки вспомогательного бойка 3 в начальное положение, в конце каждого холостого хода, он изготавливается из сплавов ферромагнетиков и с осевым отверстием 13 для облегчения. Поскольку вспомогательный боек 3 перемещается строго вдоль своей продольной оси и надежно центрируется в отверстии концевой буксы 15, а во время холостого хода устанавливается в начальное положение магнитными силами, создаваемыми постоянным магнитом 14, то исключаются такие неблагоприятные для «дребезга» явления, как «слипания» после соединения ударной системы (в конце рабочего хода) и перекоса во время серии высокочастотных импульсных ударов (во время рабочего хода), тем самым обеспечиваются центрированные удары и, как следствие, повышается коэффициент полезного действия перфоратора, а также снижается вибрация бурильной установки.To install the
Помимо передачи ударного импульса, во время работы перфоратор осуществляет вращение породоразрушающего инструмента, передаваемое от гидродвигателя через выходной вал 7, редуцирующую шестерню 8, втулку вращения 9 с внешней зубчатой нарезкой и запрессованной в нее муфтой 10 с внутренней шлицевой нарезкой, соединяемой со шлицевым концом хвостовика, который передает крутящий момент закрепленному на выходном конце 6 с круглой резьбой породоразрушающему инструменту. Центрирование хвостовика и вращение его в неподвижном корпусе 4 осуществляется на подшипниках скольжения 5.In addition to transmitting a shock pulse, during operation, the rotary hammer rotates the rock cutting tool, transmitted from the hydraulic motor through the
Очистка скважины от буровой мелочи осуществляется через систему промывки, путем подачи воды на буровой став (породоразрушающий инструмент) через отверстие 12 в гнезде промывки и отверстие 11 в хвостовике перфоратора.The well is cleaned of drill trifles through a flushing system, by supplying water to the drill stand (rock cutting tool) through a hole 12 in the flushing socket and a
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017120631A RU2659045C1 (en) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Perforator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017120631A RU2659045C1 (en) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Perforator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2659045C1 true RU2659045C1 (en) | 2018-06-27 |
Family
ID=62713462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017120631A RU2659045C1 (en) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Perforator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2659045C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU735762A1 (en) * | 1972-10-16 | 1980-05-25 | Институт Автоматики Ан Киргизской Сср | Rotary-percussive drilling machine |
SU950906A1 (en) * | 1981-01-04 | 1982-08-15 | Предприятие П/Я М-5703 | Apparatus for drilling blastholes |
SU1261785A1 (en) * | 1985-02-12 | 1986-10-07 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Electromagnetic machine of impact action |
RU2095234C1 (en) * | 1995-08-15 | 1997-11-10 | Борис Николаевич Стихановский | Rotatable-percussion mechanism |
RU2296850C1 (en) * | 2005-10-19 | 2007-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" | Perforator |
WO2009028964A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Flexidrill Limited | Magnetic hammer |
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 |
-
2017
- 2017-06-13 RU RU2017120631A patent/RU2659045C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU735762A1 (en) * | 1972-10-16 | 1980-05-25 | Институт Автоматики Ан Киргизской Сср | Rotary-percussive drilling machine |
SU950906A1 (en) * | 1981-01-04 | 1982-08-15 | Предприятие П/Я М-5703 | Apparatus for drilling blastholes |
SU1261785A1 (en) * | 1985-02-12 | 1986-10-07 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Electromagnetic machine of impact action |
RU2095234C1 (en) * | 1995-08-15 | 1997-11-10 | Борис Николаевич Стихановский | Rotatable-percussion mechanism |
RU2296850C1 (en) * | 2005-10-19 | 2007-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" | Perforator |
WO2009028964A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Flexidrill Limited | Magnetic hammer |
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2736199C (en) | Pulse generator | |
US9138879B2 (en) | Method and arrangement for lubricating drill shank of rock drilling machine | |
JP2011509189A (en) | Vibration hammer | |
AU2006311180B2 (en) | Thread securer | |
EP1604763B1 (en) | Percussive machine-tool with flushing head | |
CN208010276U (en) | A kind of rotary impact tool of the underground based on magnetic force | |
RU2655071C2 (en) | High frequency percussion hammer | |
RU2659045C1 (en) | Perforator | |
EP2069602B1 (en) | Percussion device and rock drilling machine | |
CN103541655B (en) | A kind of drill steel buffering locator of hydraulic gate | |
CN103939010B (en) | Percussion drill apparatus | |
CN112901063A (en) | Injection-suction type drilling speed-increasing tool | |
CN109209221B (en) | Down-the-hole hammer equipment and impact guiding system thereof | |
US11346155B2 (en) | Self-propelled drilling head | |
CN203584297U (en) | Drill rod buffering and positioning device of hydraulic rock drill | |
JP2022133250A (en) | Hydraulic rotary impact hammer drill comprising stop piston | |
JP2022133251A (en) | Hydraulic rotation impact drill provided with stop piston and brake chamber | |
CN108252650A (en) | Rotary impact tool and method of a kind of underground based on magnetic force | |
JP2018020429A (en) | Rock drill | |
RU2444602C1 (en) | Perforator | |
JP6902271B2 (en) | Down the hold reeling device | |
RU2549642C1 (en) | Perforator | |
RU170031U1 (en) | HORIZONTAL DIRECTIONAL DRILLING INSTALLATION | |
US11280134B2 (en) | Ground drilling device, method for making a ground drilling device, method for maintaining a ground drilling device, and use of a ground drilling device | |
FI91499C (en) | Method for ensuring and adjusting impact efficiency in an impact machine, method of operating the impact machine for tunnel drilling and |