Стенд для исследования шарошечногоинструмента

Союз Советских

Социалистических

Респубпии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iiiS46709 (5! )1т1. Кл. (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 22. 10. 79 (21) 2831734/22-03 е присоединением заявки М (23) Приоритет

Е 21 В 10/08

Государственный комитет

Опубликовано 15. 07.81. Бюллетень Рй. 26

Дата опубликования описания 25. 07. 81 оо делам изобретений и открытий (53) УДК 622.24. .051.55(088.8) С.А.Полуянский, 10.Н.Игнатович, О.И.Козырев и В.П.Вдовиченко r .,С

> т

Институт геотехнической механики АН Украинской ССР" (?2) Авторы изобретения (?I) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЗПДОВАНИЯ 1ЧАРОШЕЧНОГО

ИНСТРУМЕНТА мента (2).

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для исследования процесса взаимодействия с породой забоя скважины элементов вооружения шарошечного инструмента, применяемого для разрушения горных пород.

Известно устройство, выполненное в виде тензометрического шарошечного инструмента, состоящего из корпу10 са оси и элементов вооружения. Для измерения реакции породы забоя скважины при вдавливании элементов вооружения инструмент снабжен чувствительным элементом, выполненным в виде стержня, проходящего через корпус инструмента (1 ).

Недостатки этого устройства связаны с трудоемкостью подготовки образцов горных пород, необходимостью многократного дублирования каждого опыта для достижения высокой точности, невозможностью изучения переходных процессов при перекатывании шарошеч2 ного инструмента по забою скважины, в том числе ударных, и определения ! напряжений в области забоя, подвер- . женной силовому воздействию.

Известно также гидротелескопическое устройство для .определения осевых нагрузок и крутящего момента шарошечного инструмента, выполненное в виде соединенных между собой оснований ступенчатого корпуса, выполненного с радиальными отверстиями и снабженного тензодатчиками для регистрации осевых нагрузок, а также присоединенного, к корпусу цилиндра, в котором расположены концентрические плунжеры по числу венцов шарошки на эти плунжеры наставками, изготовленными из материала, имитирующего горную породу, и соединенными с плунжерами при помощи шпонок, причем плунжеры дополнительно соединены с цилиндром посредством гибких пластин с тензодатчиками для определения крутящего мо8467

50

Недостатком. данного "устройствa являетая, уо,, ч4 и: оно; Цв,и1ягспособлено для измерения нагрузок, передаваемых забою непосредственно каждым.элементом вооружения шарошки.

5 .1Мль .иробре@ения — .определение нагрузки, передаваемой каждым элементом вооруЖения шарощечного инструмента на зарой и ее статической и динамической составляющих при различных режимных и конструктивных параметрах процесса воздействия на забой.

Указанная цель достигается тем что стенд снабжен платформой с призмами, рама снабжена направляющими, в которых установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения платформа, а нагрузочиые элементы выполнены в виде тензометрических балочек установленных на призмах платЭ

20 фофюы. на",раостоф ии, равном шагу расстановки .элементов вооружения шарошечного инструмента. .На фиг. 1 из сражена общая схема стенда) íà 4щг. 2 - то же, вид сбоку.

Сгенд имеет общую. фея всех механизмов раму 1, к которой крепится привод 2 и направляющие 3, позволяющие осуществлять возвратно-поступательное движение измерительной платформы 4, на призмах 5 которой установлен набор упругих металлических балочек 6 с тенэодатчиками

7. Выводы от тензодатчиков через коммутационную панель соединены с регистрирующим прибором (например, осциллографом). Исследуемый шарошечный инструмент 8 крепится в вилке 9 гидроцилиндра 10 подачи, закрепленнего на общей рама. Стенд оборудован также комплексом пусковой и контрольно.-измерительной аппаратуры, позволяющей регулировать . и контролировать основные парамет- 4> ры процесса.

Устройство работает,.следующим образом.

Исследуемый шарошечный инструмент 8, закрепленный на штоке гидроцилиндра 10 подачи, прижимается с определенною усилием к балочкам 6ь

При включении механизма 2 перемещения (гидроцилиндра) инструмент 8, перекатываясь, воздействует на тензометрические балочки 6, расстояние между -которыми выбирается таким образом, чтобы в процессе перекатывания на:каждую из них воздейство09 4 вал лишь один элемент вооружения шарошечного инструмента. При нагружении тензометрическая балочка 6 упруго прогибается, что воспринимается наклонным на нее тензометрическим датчиком 7. Сигнал от тензодатчика поступает на тензометрическую станцию и через коммутирующую панель на регистрирующий прибор.

Использование стенда в исследованиях позволяет решать научные и практические задачи, в частности, варьируя величиной скорости перемещения платформы с измерительными элементами и величиной усилия прижатия шарошечного инструмента к забою, исследовать влияние режимнйх параметров процесса на величину усилия, передаваемого элементом вооружения инструмента на забой; используя инструмент одного диаметра, но с разным шагом установки элементов вооружения и одного шага, но разного диаметра, изучать влияние основных конструктивных параметров на силовые параметры процесса взаимодействия элемента вооружения с забоем; используя тарировочные осциллограммы, полученные при статическом прижатии элемента вооружения к тензометрической балочке, исследовать влияние основных конструктивных и режимных параметров на величину динамической. составляющей осевого усилия.

Формула изобретения

Стенд для исследования шарошечного инструмента, содержащий раму, привод, механизм осевого погружения и измерительный узел, включающий нагрузочные элементы, связанные с тензодатчиками, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью опре деления нагрузки, передаваемой каждым элементом вооружения шарошечного инструмента на забой и ее статической и динамической составляющих при различных режимных и конструктивных параметрах процесса воздействия на забой, стенд снабжен . платформой с призмами, рама снабжена направляющими, в которых установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения платформа, а нагрузочные элементы выполнены

Й/2. f фиг.г

ВНИИПИ Заказ 5413/43 Тираж 627 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

5 846709 в виде тензометрических балочек, установленных на призмах платформы на расстоянии„ равном шагу установки элементов вооружения шарошечного инструмента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 271452, кл. Е 21 В 9/08.

1963.

2. Авторское свидетельство СССР

У 271452, кл. Е 21 В 9/08, 1968 (прототип).