Погружной ударный механизм

Полезная модель относится к горному делу и предназначена для ударно-вращательного бурения скважин. Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в обеспечении прочности погружного ударного механизма за счет уменьшения концентрации напряжений в сопрягающихся поверхностях буровой коронки и нижней части корпуса. Сущность полезной модели заключается в том, что погружной ударный механизм, содержащий корпус, в нижней части которого установлена буровая коронка, буровая коронка выполнена состоящей из головной части и хвостовика, при этом участок головной части буровой коронки, сопряженный с ответной поверхностью нижней части корпуса при рабочем положении буровой коронки, выполнен в виде в виде сочетания конической поверхности и части поверхности открытого тора, выходящей на наружную поверхность корпуса. Напротив места сопряжения головной части буровой коронки и ее хвостовика на внутренней поверхности корпуса выполнена проточка. 1 н.п., 1 н.з.п.ф-лы, 1 илл.

Полезная модель относится к горному делу и предназначена для ударно-вращательного бурения скважин.

Известен погружной пневмоударник (RU №2124107, пр. 25.04.1997 г.). содержащий корпус, в нижней части которого установлена буровая коронка с продувочным отверстием; участок головной части буровой коронки сопряжен с ответной поверхностью буровой коронки. Сопряженная поверхность имеет радиальный и прямолинейный участок. В корпусе погружного пневмоударника заключен поршень-ударник, разделяющий пространство на камеру прямого и обратного хода.

Несмотря на преимущества такого соединения, такие как простота исполнения, обеспечение уплотнения камеры обратного хода, легко контролируемое положение ударного торца буровой коронки относительно буксы, известная конструкция имеет свои негативные особенности, заключающиеся в нижеследующем.

В зонах перехода от хвостовика буровой коронки к ее головной части имеет место существенное снижение прочности из-за наличия высокой концентрации напряжений, что может усугубляться наличием в этой зоне термического перехода, например, при пайке твердосплавных вставок. В результате этого в указанной зоне происходят частые поломки буровой коронки, что приводит к возникновению аварийных ситуаций.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в обеспечении прочности погружного ударного механизма за счет уменьшения концентрации напряжений в сопрягающихся поверхностях буровой коронки и нижней части корпуса.

Поставленная задача решается тем, что, погружной ударный механизм, содержащий корпус, в нижней части которого установлена буровая коронка с продувочным отверстием, буровая коронка выполнена состоящей из головной

части и хвостовика, при этом участок головной части буровой коронки сопряжен с ответной поверхностью нижней части корпуса при рабочем положении буровой коронки, в котором, согласно полезной модели, участок головной части буровой коронки выполнен в виде сочетания конической поверхности и части поверхности открытого тора, выходящей на наружную поверхность корпуса, причем напротив места сопряжения головной части буровой коронки и ее хвостовика на внутренней поверхности корпуса выполнена проточка.

Возможно, исполнение нижней части корпуса в виде буксы.

Выполнение сопрягаемого участка головной части буровой коронки в виде сочетания двух различных поверхностей дает преимущества в обеспечении прочности погружного ударного механизма. Это достигается, во-первых, выполнением частей сопрягаемых элементов в виде конической поверхности - головной части буровой коронки и нижнюю поверхности корпуса. Известно, что при воздействии усилий на прямолинейный участок детали, напряжения в материале распределяются равномерно. Из этого следует, что сопрягаемые детали погружного ударного механизма по конусной поверхности не являются концентраторами напряжений.

Во-вторых, открытая часть тора, выходящая на наружную поверхность корпуса, и сочетающаяся с конической поверхностью, также влияет на прочность конструкции в целом. Как указывалось выше, в отличие от прямолинейной поверхности, криволинейная поверхность является концентратором напряжений. Однако при возможном выполнении сопрягаемых поверхностей только коническими, нижняя часть корпуса в пределах участка наружного диаметра, будет уязвима с точки зрения потери прочности.

Следовательно, выполнение головной части буровой коронки, сопряженной с ответной поверхностью нижней части корпуса, в виде поверхности открытого тора повышает прочность нижней части корпуса.

Кроме того, выполнение участка поверхности буровой коронки и нижней части корпуса в виде поверхности открытого тора дает возможность со стороны наружной части корпуса выявить диаметральную линию (выступ) на буровой коронки, позволяющую четко осуществлять контроль и измерение расстояния от этой линии до торца хвостовика буровой коронки, что необходимо для обеспечения заданных параметров работы механизма.

Проточка на поверхности нижней части корпуса, выполненная напротив места сопряжения головной части буровой коронки и ее хвостовика, обеспечивает технологичность выполнения внутренней ответной поверхности нижней части корпуса. Кроме того, при наличии проточки нет необходимости осуществлять дополнительные операции по посадке поверхностей буровой коронки и нижней части корпуса.

Выполнение нижней части корпуса в виде буксы определяется тем, что букса, также как и корпус, выполняет функцию несущей конструкции, в отдельных случаях с точки зрения технологичности сборки погружного ударного механизма корпус целесообразно выполнять составным.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежом с изображением фрагмента погружного ударного механизма - нижней части корпуса и буровой коронки (см. фиг.).

Погружной ударный механизм, представляющий пневмоударник, содержит корпус, выполненный составным из цилиндра 1 и нижней части в виде буксы 2. В буксе 2 установлена буровая коронка 3 в рабочем положении (соответствующему крайнему верхнему положению), которое фиксируется шпонкой 4; буровая коронка выполнена с продувочным отверстием 5. Поверхность головной части буровой коронки 3 сопряжена с ответной поверхностью буксы 2. Ответная поверхность буксы 2 выполнена в виде сочетания конической поверхности 6 и поверхности открытого тора 7, последняя распложена со стороны наружной поверхности буксы 2.

Место сопряжения 8 головной части буровой коронки 3 с хвостовиком 9 выполнено в виде криволинейной поверхности; напротив места сопряжения 8 на внутренней поверхности буксы выполнена проточка 10, образующая зазор между указанными элементами.

На чертеже расстояние от выступа на головной части буровой коронки 3 до торца хвостовика 9 обозначено "L".

При работе пневмоударника осуществляется перемещение буровой коронки 3 в буксе 2, сопровождающееся соударением упомянутых деталей по профилю сопрягаемых поверхностей 6, 7.

Таким образом, совокупность признаков погружного ударного механизма обеспечивает повышение прочности конструкции в целом за счет выполнения

сопрягаемых поверхностей буровой коронки и буксы по профилю в соответствии с заявляемыми признаками полезной модели.

1. Погружной ударный механизм, содержащий корпус, в нижней части которого установлена буровая коронка, буровая коронка выполнена состоящей из головной части и хвостовика, при этом участок головной части буровой коронки сопряжен с ответной поверхностью нижней части корпуса при рабочем положении буровой коронки, отличающийся тем, что участок головной части буровой коронки выполнен в виде сочетания конической поверхности и части поверхности открытого тора, выходящей на наружную поверхность корпуса, причем напротив места сопряжения головной части буровой коронки и ее хвостовика на внутренней поверхности корпуса выполнена проточка.

2. Погружной ударный механизм по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть корпуса была выполнена в виде буксы.