Установка для испытания вооружения долота на износ '

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ боев Соеетокик

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 21.Х.1970 (¹ 1485870/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.IV.1973. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 29Х.1973

М. Кл. E 2lb 9 10

G 01п 3!56

Комитет по лелем изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК, 622.24.051 (088,8) Авторы изобретения

А. И. Спивак, Б. Н, Трушкин, А. И. Попов и H. М. Филимонов

Уфимский нефтяной институт

Заявитель

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВООРУЖЕНИЯ

ДОЛОТА НА ИЗНОС

Изобретение относится к лабораторной установке для изучения износа элементов воооружения буровых долот (зубьев и штырей различной формы) и разрушения горных пород при различных режимах работы этих элементов.

Известна установка для испытания вооружения долота на износ, включающая исполнительный механизм, стол с образцами горной породы, редукторы, привод системы нагружения, охлаждения и очистки долота.

Установка неудобна тем, что элемент вооружения долота испытывается на прямой удар по абразивному материалу, в то время, как элемент вооружения при входе в контакт с горной породой наносит косой удар и далее перекатывается по разрушаемой горной породе с проскальзыванием, причем скорость скольжения для элементов вооружения различных венцов шарошек изменяется от 0 до

1,3 м/сек и более. Отсутствие полного моделирования работы элементов вооружения долот не позволяет получить полные данные по износу материала вооружения долот и разрушению горных пород.

Предлагаемая установка отличается от известной тем, что она снабжена маховиками, размещенными на исполнительном механизме и столе, кинематически связанными через систему редукторов с приводом. Это позволяет изучить износ элементов вооружения долот при различных режимах разрушения горной породы путем полного моделирования взаимодействия элементов воооружения с горной породой, что необходимо для расчета долговечности вооружения, эффективности бурения и при конструировании долот.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг. 2 — схема взаимодействия

10 испытуемого образца элемента вооружения долота с горной породой.

Исполнительный механизм включает державку 1, установленную на шпинделе 2, который получает вращение от привода, включаюlS щего электродвигатель 8, ременную передачу

4, коробку скоростей 5 и карданный телескопический вал б. На одном конце шпинделя 2 установлена державка 1, а на другом — маховик 7, служащий для поддержания скорости

20 вращения элемента вооружения при его взаимодействии с горной породой в определенных пределах. Маховик 7 вращается в динамометрической головке 8, которая позволяет замерять две взаимноперпендикулярные составля25 ющие усилия на элемент вооружения при разрушении им горной породы. Динамометрическая головка связана с пневмоцилцндром 9, который регулирует жесткость системы, а также предназначен для быстрого вывода из кон30 такта элемента вооружения с горной породой, 376550 чтобы избежать изменения режима разрушения горной породы при остановке установки, жесткость и скорость вывода из контакта элемента вооружения с горной породой подбираются путем регулирования давления воздуха в ннжней и верхней полостях цилиндра с помощью воздушных редукторов 10 и 11 по показаниям манометров 12 и 18. Двухходовой воздушный кран 14 подает сжатый воздух в верхнюю полость цилиндра илп сообщает ее с атмосферой. Образец горной породы 15 крепится на столе 1б, который получает вращение от электродвигателя 8 через ременную передачу 4, корооку скоростей 5, цепную передачу 17, редуктор 18, карданный телескопический вал 19 и коническую пару шестерен 20.

Стол 1б, на котором крепится горная порода, служит одновременно маховиком, назначение которого то же, что и маховика 7, Вертикальная подача образца горной породы 15 вместе со столом 1б осуществляется с электродвигателя 8 через ременную передачу

4, коробку скоростей 5, цепчую передачу 17, редуктор 18, карданный телескопический вал

21 и червячный редуктор 22. Вращение державки 1 с элементом вооружения, образца горной породы 15 и вертикальная подача стола 1б с образцом горной породы кинематически связаны между собой и осуществляются от одного электродвигателя, что позволяет строго выдерживать шаг поражения породы элементом вооружения и скорость проскальзывания.

На установке смонтирована замкнутая система охлаждения элемента вооружения долота и очистки от разрушенной породы. Для охлаждения и очистки может быть использована любая жидкость или газообразный агент.

Установка работает следующим образом.

Испытуемый элемент вооружения долота крепится в исполнительном механизме — державке 1, радиус которой r, подбирается в соответствии с моделируемым венцом шарошки долота. Державка 1 устанавливается на шпинделе 2.

Образец горной породы 15 крепится на столе 1б. Перемещением стола в направлениях Е или F устанавливается требуемый радиус „б кольцевой выработки на горной породе. В

5 верхней и нижней полостях пневмоцилиндра создается требуемое в соответствии с опытом давление воздуха, обеспечивающее заданную жесткость системы в процессе испытания элемента вооружения, и в конце опыта быстрый

10 вывод элемента воо, кения из работы путем выпуска воздуха из ьсрхней полости цилиндра. Включением соответствующей передачи коробки скоростей 5 и подбором сменных шестерен редуктора 18 устанавливаются задан15 ные опытом скорости вращения шпинделя установки с державкой, стола с образцом горной породы и скорость вертикальной подачи стола с образцом гооной породы.

Включается подача промывочной жидкости

20 и затем основной двигатель 8установки,,который вращает шпиндель с державкой и образец горной породы в направлениях, указанных стрелками на фиг. 2, а также равномерно подает образец горной породы вверх. При дви25 женин вверх горная порода входит в контакт с элементом воору>кения долота. Этот момент и является началом опыта. Элемент вооружения долота поражает горную породу в заданной опытом последовательности. Пример схе30 мых поражения показан на фиг. 2, где t — шаг поражения горной породы, а t< — смещение зоны поражения при повторном проходе.

Предмет изобретения

Установка для испытания вооружения долота на износ, включающая исполнительный механизм, стол с образцом горной породы, редукторы, привод, системы нагружения, охлаж40 дения и очистки долота, отличающаяся тем, что, с целью полного моделирования работы вооружения долота и качественной оценки его износа, она снабжена маховиками, размещенными на исполнительном механизме и столе

45 и кинематически связанными через систему редукторов с приводом.

376550

Фиг. Р

Составитель В. Галкин

Техред T. Курилко

Корректор Л. Чуркина

Редактор С. Титова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1 524 j3 Изд. № 396 Тираж 576 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5