ШНЕКОВАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА

Полезная модель относится к оборудованию для бурения грунта или горных пород, предназначенному для разрушения и транспортирования на поверхность разнородных пород, а именно к буровому инструменту со спиральной несущей частью, и может быть использована для осуществления вертикального бурения технических скважин в породах крепостью 4-8 по шкале проф. Протодьяконова.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является шнековая буровая коронка по патенту Российской Федерации №2234586 (МПК: Е21В 10/44, заявлено 28.03.2003 г., опубликовано 20.08.2004 г.). Указанная буровая коронка содержит вал, вокруг которого закреплены транспортирующие лопасти, образующие цилиндрическую и коническую части шнека, а на конце вала расположена сменная насадка (забурник) с размещенными на ее торце резцами, формирующими опережающую скважину цилиндрической формы. По кромке конической части шнека размещены резцы для формирования основной скважины. Буровую коронку закрепляют на конце шнекового бурового става бурового станка, и ей сообщают крутящий момент и осевую нагрузку.
Недостатком указанной буровой коронки является непригодность ее для бурения трещиноватых скальных пород, так как попадание резцов в трещину может вызвать заклинивание и поломку механизмов бурового станка. Кроме того, затруднена транспортировка кусков разрушенной породы из опережающей скважины.
Задачей настоящего технического решения является разработка такой буровой коронки, которая обеспечила бы при бурении опережающей скважины дробление разрушенной породы на мелкие фракции и надежную транспортировку ее на шнековую часть бура.
Поставленная задача решается тем, что в шнековой буровой коронке, содержащей вал с конической винтовой насадкой, по кромке которой размещены резцы, и соединенную с валом сменную концевую насадку с закрепленными на ее торце резцами для формирования опережающей скважины, сменная концевая насадка содержит сердечник в виде усеченного конуса, на конической поверхности которого на разных уровнях закреплены дополнительные резцы для поочередного послойного срезания породы, при этом торцевые резцы размещены на торце сердечника большего диаметра.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, на которых схематически изображено: на фиг.1 - общий вид шнековой буровой коронки; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 - крепление сменной концевой насадки на валу; на фиг.3 - крепление резца в резцедержателе; на фиг.4 - сечение а-а на фиг.3 в рабочем положении резца; на фиг.5 - сечение а-а на фиг.3 при замене резца.
Шнековая буровая коронка содержит трубчатый вал 1 с конической винтовой одновитковой насадкой 2, по кромке которой равномерно распределены резцедержатели 3 с резцами 4. На верхнем конце вала 1 расположен хвостовик 5 для крепления буровой коронки к шнековому буровому ставу бурового станка (не показан). На нижнем конце вала 1 закреплена сменная концевая насадка, содержащая сердечник 6 в виде усеченного конуса, на торце большего диаметра которого и на его конической поверхности закреплены резцедержатели 7 и 8 соответственно. Резцедержатели 8 закреплены на конической поверхности сердечника 6 концевой насадки на разных уровнях, что обеспечивает возможность выставления резцов 4 со сдвигом по вертикали, то есть в нескольких горизонтальных плоскостях для поочередного срезания слоев породы. Резцедержатели 3, 7 и 8 имеют аналогичную конструкцию. Резцы 4 крепятся в них с помощью плоских пружинных стопоров 9. На торце малого диаметра сердечника 6 концевой насадки размещен хвостовик 10,
который закреплен на конце трубчатого вала 1 с помощью сухарей 11, имеющих поверхности, соответствующие поверхностям сопрягаемых деталей, и пальца 12, пропущенного через сквозные отверстия на валу 1, в сухарях 11 и хвостовике 10.
Шнековая буровая коронка работает следующим образом.
В резцедержатели 3, 7 и 8 устанавливают с помощью плоских пружинных стопоров 9 резцы 4. При этом в резцедержателях 7 резцы 4 выставляют на разных горизонтальных уровнях, то есть со смещением режущих кромок по вертикали. Сменную концевую насадку соединяют с валом 1 с помощью хвостовика 10, сухарей 11 и пальца 12, пропускаемого через сквозные отверстия в соединяемых деталях. Подготовленную к работе буровую коронку крепят к шнековому буровому ставу хвостовиком 5 и включают буровой станок. При вращении коронки и под воздействием осевой нагрузки сначала в породу врезаются резцы 4, расположенные на торце сменной концевой насадки, а затем поочередно резцы 4, закрепленные в резцедержателях 8 на конусной поверхности сердечника 6 сменной концевой насадки и выставленные со смещением по вертикали. Эти резцы послойно срезают породу и образуют опережающую скважину, имеющую в вертикальном сечении конусный ступенчатый профиль. Наличие нескольких резцов, формирующих опережающую скважину, обеспечивает дробление твердой породы на мелкие фракции, которые транспортируются из нее по конической поверхности сердечника 6 между резцедержателями 8 и переходят на винтовую насадку 2 буровой коронки. После формирования опережающей скважины начинается последовательное воздействие на забой резцов 4, закрепленных в резцедержателях 3 на кромке витка конической винтовой насадки 2, начиная от резца, установленного у поверхности трубчатого вала 1 и кончая резцом, установленным на максимальном расстоянии от оси вала 1, определяющем заданный диаметр скважины. Конструктивное решение сменной концевой насадки обеспечивает минимальное расстояние между
режущими кромками последнего резца, формирующего опережающую скважину, и первого резца, образующего основную скважину. Это создает равномерную нагрузку на механизмы бурового станка, что способствует повышению его надежности и долговечности.