RU70540U1

RU70540U1 - DEVICE FOR CONNECTING A DRILL BIT WITH A SUBMERSIBLE SHOCK DRUM

Info

Publication number: RU70540U1
Application number: RU2007134945/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Антонович Репин; Сергей Евгеньевич Алексеев
Original assignee: Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2008-01-27

Abstract

Полезная модель относится к горному делу - к устройствам для соединения буровой коронки с погружным пневмоударником, используемым для проходки скважин по породам средней и высокой крепости. Техническая задача - расширение области использования за счет создания устройства автономным, дающим возможность соединения буровых коронок определенной конструкции с погружными пневмоударниками разного типа при обеспечении надежности его работы. Устройство содержит шлицевую гайку для связи с буровой коронкой и закладные полукольца для охвата шейки хвостовика буровой коронки. К шлицевой гайке присоединена ступенчатая промежуточная гайка, ступень меньшего диаметра которой имеет на наружной поверхности резьбу для соединения с корпусом погружного пневмоударника, а внутренней поверхностью взаимодействует с наружной, примыкающей к ударному торцу, поверхностью хвостовика буровой коронки. Закладные полукольца расположены внутри ступенчатой промежуточной гайки между упором на ее ступени меньшего диаметра и упором на шлицевой гайке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to mining - to devices for connecting a drill bit with a submersible hammer, used to drill holes in rocks of medium and high strength. The technical task is to expand the scope of use by creating an autonomous device that makes it possible to connect drill bits of a certain design with different types of submersible hammers while ensuring its reliability. The device contains a spline nut for communication with the drill bit and half-rings to cover the neck of the shank of the drill bit. A stepped intermediate nut is attached to the spline nut, the step of a smaller diameter of which has a thread on the outer surface for connection with the body of the submersible hammer, and interacts with the outer surface of the drill bit end adjacent to the impact face. The embedded half rings are located inside the stepped intermediate nut between the emphasis on its step of a smaller diameter and the emphasis on the spline nut. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Техническое решение относится к горному делу, а именно к устройствам для соединения буровой коронки с погружным пневмоударником, используемым для проходки скважин по породам средней и высокой крепости.The technical solution relates to mining, and in particular to devices for connecting the drill bit with a submersible hammer, used to drill wells in rocks of medium and high strength.

Известно устройство для соединения буровой коронки с погружным пневмоударником, описанное в статье Е.К.Губенкова Бурение в вечной мерзлоте. - Информ. н-т.об. «Метрострой». - М., 1979, №7, с.31-32. Оно содержит шлицевую гайку, охватывающую хвостовик буровой коронки со шлицами, ответными шлицам гайки. Шлицевая гайка имеет резьбу для присоединения к корпусу погружного пневмоударника. Внутри корпуса погружного пневмоударника установлен стакан, внутренняя поверхность которого взаимодействует с наружной поверхностью хвостовика буровой коронки, расположенной у его торца. Стакан через промежуточную втулку уперт в размещенную внутри корпуса воздухораспределительную гильзу. Между стаканом и шлицевой гайкой установлены разрезные полукольца, охватывающие шейку хвостовика буровой коронки. Через шлицевое соединение шлицевой гайки с хвостовиком передается крутящий момент, при этом разрезные полукольца ограничивают осевое перемещения буровой коронки.A device for connecting a drill bit with a submersible hammer is described in the article by E.K. Gubenkov Drilling in permafrost. - Inform. n.to. Metrostroy. - M., 1979, No. 7, p.31-32. It contains a spline nut covering the shank of the drill bit with slots mating with the spline of the nut. The spline nut is threaded for attachment to a submersible hammer body. A cup is installed inside the submersible hammer body, the inner surface of which interacts with the outer surface of the shank of the drill bit located at its end. The glass through the intermediate sleeve is abutted in the air distribution sleeve located inside the housing. Between the glass and the slotted nut, split half rings are installed, covering the neck of the shank of the drill bit. Torque is transmitted through the spline connection of the slotted nut to the shank, while split half rings limit the axial movement of the drill bit.

Основные элементы устройства расположены внутри корпуса погружного пневмоударника и по сути являются его деталями. Это жестко связывает конструкцию буровой коронки и элементы ее присоединения к конструкции данного типа пневмоударника. Такая зависимость делает необходимым для каждой конструкции пневмоударника создавать свою конструкцию буровой коронки и конструкцию устройства для ее соединения с пневмоударником.The main elements of the device are located inside the body of the submersible hammer and in fact are its parts. This rigidly connects the design of the drill bit and the elements of its attachment to the structure of this type of hammer. This dependence makes it necessary for each hammer design to create its own drill bit design and device design for its connection with the hammer.

Упор разрезных полуколец в воздухораспределительную гильзу делает зависимой конструкцию устройства и от системы воздухораспределнения погружного пневмоударника - позволяет ее использовать только в системе, где такая гильза имеется.The emphasis of the split half rings in the air distribution sleeve makes the design of the device dependent on the air distribution system of the submersible hammer — only allows it to be used in a system where such a sleeve is available.

Такая конструкция соединения ограничивает возможность применения разных типов существующих коронок, что не позволяет создавать более унифицированный буровой инструмент.This design of the connection limits the possibility of using different types of existing crowns, which does not allow to create a more unified drilling tool.

Наиболее близким по технической сути и совокупности существенных признаков является устройство для соединения бурового инструмента с пневмоударником, описанное в книге Н.Н.Есина Погружные пневматические машины ударного действия для бурения скважин. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1976. - стр.77. В нем имеется гайка со шлицами, ответными шлицам хвостовика буровой коронки, передающими крутящий момент. Содержатся расположенные внутри корпуса пневмоударника закладочные полукольца, охватывающие шейку хвостовика буровой коронки и имеющие упор в ступень корпуса пневмоударника и упор в торец гайки. Положение закладочных полуколец ограничивает осевое перемещение буровой коронки.The closest in technical essence and a combination of essential features is a device for connecting a drilling tool with an air hammer, described in the book of N.N. Esin Submersible pneumatic shock machines for drilling wells. - Novosibirsk: Science, Siberian Branch, 1976. - p. 77. It has a nut with slots that respond to the slots of the drill shank that transmit torque. Containing half rings inside the body of the hammer, covering the neck of the shank of the drill bit and having an emphasis on the stage of the body of the hammer and emphasis on the end face of the nut. The position of the filling half rings limits the axial movement of the drill bit.

Элементы соединения являются деталями пневмоударника, что усложняет его конструкцию. Такое соединение жестко привязывает и конструкцию буровой коронки к конструкции пневмоударника, не позволяет использовать буровую коронку с пневмоударниками других типов и типоразмеров. The connection elements are parts of the hammer, which complicates its design. Such a connection rigidly ties the construction of the drill bit to the design of the hammer, does not allow the use of the drill bit with hammers of other types and sizes.

Это ограничивает возможность использования бурового инструмента и затрудняет его унификацию.This limits the use of the drilling tool and makes it difficult to unify.

Техническая задача - расширение области использования за счет создания устройства автономным, дающим возможность соединения буровых коронок определенной конструкции с погружными пневмоударниками разного типа при обеспечении надежности его работы.The technical task is to expand the scope of use by creating an autonomous device that makes it possible to connect drill bits of a certain design with different types of submersible hammers while ensuring its reliability.

Данная техническая задача решается тем, что в устройстве для соединения буровой коронки с погружным пневмоударником, включающем шлицевую гайку для связи с буровой коронкой и закладные полукольца для охвата шейки хвостовика буровой коронки, согласно техническому решению к шлицевой гайке присоединена ступенчатая промежуточная гайка, ступень меньшего диаметра которой имеет на наружной поверхности резьбу для соединения с корпусом погружного пневмоударника, а внутренней поверхностью взаимодействует с наружной, примыкающей к ударному торцу, поверхностью хвостовика буровой коронки, причем закладные полукольца расположены внутри ступенчатой промежуточной гайки между упором на ее ступени меньшего диаметра и упором на шлицевой гайке.This technical problem is solved by the fact that in the device for connecting the drill bit with a submersible hammer, including a slotted nut for communication with the drill bit and half-rings to cover the neck of the drill bit, according to the technical solution, a step intermediate nut with a step of a smaller diameter is connected to the slot nut has a thread on the outer surface for connection with the body of the submersible hammer, and interacts with the inner surface on the outer adjacent to the shock rtsu, the surface of the shank of the drill bit, and the embedded half rings are located inside the stepped intermediate nut between the focus on its stage of a smaller diameter and the focus on the spline nut.

Использование ступенчатой промежуточной гайки позволяет выполнить устройство автономным. Это дает возможность использовать его с погружными пневмоударниками различных типов и типоразмеров, если они имеют выхлопную магистраль, совместимую с выхлопным трактом буровой коронки, а резьба ступенчатой промежуточной гайки адаптирована к резьбе корпуса данного погружного пневмоударника. Конструкция устройства позволяет более универсально использовать имеющиеся буровые коронки, а также создавать новый унифицированный буровой инструмент.Using a stepped intermediate nut allows the device to be autonomous. This makes it possible to use it with submersible hammers of various types and sizes if they have an exhaust pipe compatible with the exhaust path of the drill bit, and the thread of the stepped intermediate nut is adapted to the thread of the body of this submersible hammer. The design of the device allows more universal use of existing drill bits, as well as create a new unified drilling tool.

Взаимодействие внутренней поверхности ступени меньшего диаметра ступенчатой промежуточной гайки с наружной, примыкающей к ударному торцу, поверхностью хвостовика буровой коронки, обеспечивает соосность расположения буровой коронки с продольной осью погружного The interaction of the inner surface of the step of a smaller diameter of the stepped intermediate nut with the outer surface of the drill bit shank adjacent to the shock end ensures the alignment of the location of the drill bit with the longitudinal axis of the submersible

пневмоударника, и этим позволяет избежать отклонения торца хвостовика от перпендикулярного положения, что при ударе увеличивает площадь контакта ударных торцов ударника и буровой коронки. Это уменьшает напряжения в зоне контакта и ослабляет поперечные колебания при работе.a hammer, and this avoids the deviation of the end face of the shank from a perpendicular position, which upon impact increases the contact area of the impact ends of the hammer and the drill bit. This reduces stresses in the contact zone and weakens lateral vibrations during operation.

Целесообразно между закладными полукольцами и упором на ступени меньшего диаметра ступенчатой промежуточной гайки установить эластичное кольцо.It is advisable to install an elastic ring between the half-rings and the emphasis on the steps of a smaller diameter of the stepped intermediate nut.

Это позволяет при сборке устройства гарантировать контакт торца ступенчатой промежуточной гайки с ответной поперечной поверхностью шлицевой гайки и обеспечить прижатие закладных полуколец к упору в шлицевой гайке. Эластичное кольцо не позволяет закладным полукольцам двигаться при работе и совершать удары по указанному упору, что повышает надежность работы устройства.This allows the assembly of the device to guarantee contact of the end face of the stepped intermediate nut with the mating transverse surface of the spline nut and to ensure that the half-rings are pressed against the stop in the spline nut. The elastic ring does not allow embedded half rings to move during operation and to strike against the specified stop, which increases the reliability of the device.

Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежом, где изображен продольный разрез устройства для соединения буровой коронки с погружным пневмоударником.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and a drawing, which shows a longitudinal section of a device for connecting a drill bit with a submersible hammer.

Устройство для соединения буровой коронки с погружным пневмоударником (далее - устройство) имеет шлицевую гайку 1 со шлицами 2, ответными шлицам буровой коронки 3 (далее - коронка 3), закладные полукольца 4 для охвата шейки 5 хвостовика 6 коронки 3. К шлицевой гайке 1 присоединена ступенчатая промежуточная гайка 7 с резьбой 8, выполненной на наружной поверхности ступени 9 меньшего диаметра. Резьба 8 ответна резьбе корпуса 10 погружного пневмоударника. Шлицевая гайка 1 имеет упор 11 для закладных полуколец 4. Ступень 9 меньшего диаметра ступенчатой промежуточной гайки 7 имеет внутреннюю поверхность 12 и упор 13. Между закладными полукольцами 4 и упором 13 установлено эластичное кольцо 14. В корпусе 1 погружного пневмоударника помещен ударник 15. У коронки 3 имеется выхлопной канал 16. Шейка 5 хвостовика 6 коронки 3 ограничена краем 17.The device for connecting the drill bit with a submersible hammer (hereinafter referred to as the device) has a slotted nut 1 with slots 2, reciprocal slots of the drill bit 3 (hereinafter - crown 3), half-rings 4 to cover the neck 5 of the shank 6 of the crown 3. Connected to the slotted nut 1 step intermediate nut 7 with thread 8, made on the outer surface of the stage 9 of a smaller diameter. Thread 8 corresponds to the thread of the housing 10 of the submersible hammer. The slotted nut 1 has an abutment 11 for embedded half rings 4. A step 9 of smaller diameter of the stepped intermediate nut 7 has an inner surface 12 and an abutment 13. An elastic ring 14 is installed between the embedded half rings 4 and the abutment 13. A hammer 15 is placed in the housing 1 of the submersible hammer. At the crown 3 there is an exhaust channel 16. The neck 5 of the shank 6 of the crown 3 is bounded by the edge 17.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Осуществляется сборка устройства с буровой коронкой и погружным пневмоударником. Буровая коронка 3 помещается внутрь шлицевой гайки 1. На шейке 5 хвостовика 6 коронки 3 замыкаются закладочные полукольца 4 и ставятся на упор 11. Эластичное кольцо 14 устанавливается внутрь ступенчатой промежуточной гайки 7 на упор 13. Затем ступенчатая промежуточная гайка 7 посредством резьбы соединяется со шлицевой гайкой 1, эластичное кольцо 14 прижимает закладочные полукольца 4 к упору 11. После этого устройство при помощи резьбы 14 присоединяется к корпусу 10 погружного пневмоударника.The device is being assembled with a drill bit and a submersible hammer. The drill bit 3 is placed inside the spline nut 1. On the neck 5 of the shank 6 of the crown 3, the filling half rings 4 are closed and put on the stop 11. The elastic ring 14 is installed inside the step intermediate nut 7 on the stop 13. Then, the step intermediate nut 7 is connected to the spline nut by means of a thread. 1, the elastic ring 14 presses the filling half rings 4 against the stop 11. After that, the device is connected to the body 10 of the submersible hammer using a thread 14.

Через став штанг сжатый воздух подается в погружной пневмоударник, обеспечивая возвратно-поступательные движения ударника 15, а крутящий момент передается на корпус 10. Через резьбу 8 крутящий момент передается на ступенчатую промежуточную гайку 7 и на присоединенную к ней шлицевую гайку 1. Через шлицы 2 крутящий момент передается на коронку 3, она приводится во вращение. Совершая возвратно-поступательные движения, ударник 15 в конце каждого рабочего цикла наносит удар по торцу хвостовика 6 коронки 3. При этом внутренняя поверхность 12 ступени 9 меньшего диаметра ступенчатой промежуточной гайки 7 фиксирует положение торца хвостовика 6 для получения достаточно большой площади контакта с торцом ударника 15 при ударе. Отработанный воздух из полости между ударником 15 и хвостовиком 6 через канал 16 коронки 3 подается на забой скважины для очистки его от буровой мелочи и транспортировки ее к устью скважины. При отрыве бурового снаряда от забоя скважины для возможности осуществления блокировочного режима погружного пневмоударника коронка 3 перемещается несколько вперед. Однако ее полному выходу препятствуют закладные полукольца 4, поддерживаемые упором 11 шлицевой гайки 1, поскольку край 17 шейки 5 хвостовика 6 упирается в торец закладных полуколец 4. При работе эластичное кольцо 14, поджатое упором 13, препятствует вибрации закладных полуколец 4, уменьшая их динамическую нагрузку.Compressed air is supplied through the booms to the submersible hammer, providing reciprocating movements of the hammer 15, and the torque is transmitted to the housing 10. Through the thread 8, the torque is transmitted to the step intermediate nut 7 and to the spline nut attached to it 1. Through the splines 2 the moment is transmitted to the crown 3, it is driven into rotation. Performing reciprocating movements, the striker 15 at the end of each working cycle strikes the end face of the shank 6 of the crown 3. In this case, the inner surface 12 of the step 9 of the smaller diameter of the stepped intermediate nut 7 fixes the position of the end of the shank 6 to obtain a sufficiently large contact area with the end face of the striker 15 upon impact. The exhaust air from the cavity between the hammer 15 and the liner 6 through the channel 16 of the crown 3 is fed to the bottom of the well to clean it from the drill trifle and transport it to the wellhead. When the drill is torn from the bottom of the well, to enable the blocking mode of the submersible hammer, the crown 3 moves slightly forward. However, its full exit is prevented by the embedded half rings 4 supported by the stop 11 of the spline nut 1, since the edge 17 of the neck 5 of the shank 6 abuts against the end of the embedded half rings 4. During operation, the elastic ring 14, pressed by the stop 13, prevents vibration of the embedded half rings 4, reducing their dynamic load .

Claims

1. A device for connecting a drill bit with a submersible hammer, including a slotted nut for communication with the drill bit and half-rings to cover the neck of the drill bit, characterized in that a stepped intermediate nut is attached to the slotted nut, the lower diameter of which has a thread on the outer surface for connection with the body of the submersible hammer, and the inner surface interacts with the outer surface of the shank of the drill bit adjacent to the shock end, and akladnye half rings arranged inside the intermediate step between the stop nut at its stage of smaller diameter and an abutment on the castellated nut.

2. The device according to claim 1, characterized in that between the embedded half rings and the emphasis on the steps of a smaller diameter of the stepped intermediate nut, an elastic ring is installed.