КОЛЬЦО-ШАБЛОН

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для контроля наружного диаметра породоразрушающего инструмента, в частности, буровых долот, коронок, а также фрезерующего инструмента, калибраторов, центраторов, райберов.
Известны шаблоны для контроля наружного диаметра долот и фрез, представляющие собой кольца прямоугольного сечения с требуемым внутренним диаметром с приваренными к ним ручками (ООО «Биттехника” [Электронный ресурс] / Вспомогательный инструмент. - Шаблон проходной для фрез., Шаблон для долот. - Пермь.: 2013. - Режим доступа: http://bittehnika.ru/produkciya/vspomogatelnyjj-instrument/, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус, англ.; Штыфель А.П., Мингуллов М.Х., Евстифеев С.В., Ахметов Б.И. Увеличение скорости бурения. М.: Бурение и Нефть. - 2013. - №6. - С. 58-59., рис. 5, 6).
К недостаткам описанной конструкции можно отнести большой вес изделия, а также возможную погрешность при использовании по причине возникновения изменений заданных технической документацией геометрических параметров шаблона в процесс приваривания ручек. В процессе сварки на корпусе кольца возникают зоны локального термического воздействия, приводящие к перераспределению внутреннего напряжения в металле и, следовательно, к изменению формы кольца-шаблона, что способствует получению недостоверного результата при эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому устройству является кольцо-шаблон прямоугольного сечения с требуемым внутренним диаметром (Патент РФ №2334074 по заявке №. 2006108622 от 20.03.2006 г.; ООО НЛП «Буринтех» - «Результат испытаний новых типов долот и бурголовок на Рогожниковском месторождении и месторождениях Республиики Саха». Материалы IV Ежегодной конференции «Инновации и эффективность: развитие технологий бурения и ремонта скважин». Уфа.: УГНТУ. - 2008).
Недостатком кольца-шаблона выбранного в качестве прототипа, является следующее:
- большой вес изделия;
- неудобство использования непосредственно на объекте проведения работ в условиях буровой, так как прямоугольное сечение кольца-шаблона делает неудобным его применение там, где поверхность измеряемого и измеряющего инструмента подвергается воздействию бурового раствора имеющего высокие смазывающие свойства. Наличие раствора на рабочих перчатках специалиста, применяющего кольцо-шаблон, еще более способствует проскальзыванию кольца при проведении контрольного замера. Учитывая, что посадка кольца-шаблона на измеряемый инструмент при их равных диаметрах часто приводит к «закусыванию» шаблона, требующего в дальнейшем приложения усилий для его снятия, это может привести к выскальзыванию кольца из рук специалиста и падению его на ноги. При значительном весе кольца-шаблона такая ситуация может привести к производственной травме в виде ушиба.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое устройство заключается в повышении эффективности использования кольца-шаблона, путем достижения технического результата - облегчения веса изделия, повышения качества изготовления и удобства использования.
Поставленная задача решается с помощью кольца - шаблона, на поверхности которого выполнена проточка фигурной формы на одном или двух торцах, и/или на внешней боковой поверхности.
Оригинальная форма полученного профиля поверхности позволяет сохранить прочность и жесткость самого кольца-шаблона, при этом проточка фигурной формы повышает удобство его использования за счет снижения веса изделия и удобства захвата, снижает риск выскальзывания при проведении замеров диаметра.
Кольцо-шаблон после прохождения, например, токарно-фрезерной обработки для создания требуемого профиля далее не подвергаются локальным термическим и ударно-механическим воздействиям, способным нарушить заданные геометрические пропорции: кольцо не имеет приварных элементов в виде ручек, и, следовательно, возрастает качество изготовления изделия, так как удается исключить деструктирующие факторы.
Согласно предлагаемому техническому решению предусмотрена проточка фигурной формы на одном или двух торцах, и/или на внешней боковой поверхности, но предпочтительнее выполнение проточки на двух торцах по всей длине кольца-шаблона.
На практике предпочтительнее использование двух колец-шаблонов разного диаметра (комплекта колец-шаблонов), проходного и непроходного, первое из которых имеет больший внутренний диаметр относительно номинального, а второе имеет меньший внутренний диаметр относительно номинального. Желательно выполнение колец-шаблонов разного цвета, причем проходное кольцо-шаблон имеет более светлый цвет, чем непроходное. Такое цветовое различие упрощает идентификацию применяемого кольца-шаблона при выборе необходимого типоразмера для проведения замера диаметра.
Желательно изготовление кольца-шаблона из конструкционной стали не ниже марки 40Х, предпочтительнее 40Х и 40ХН. Это позволяет в процессе производства проводить необходимую термообработку заготовок для обеспечения требуемых геометрических размеров с одновременным снижением возникновения эллипсности или нарушения плоскости среза кольца.
Предпочтительно изготовление кольца-шаблона с антикоррозийным покрытием, которое снижает неблагоприятное воздействие внешних факторов имеющихся в условиях применения непосредственно на буровых объектах.
Высота и ширина кольца-шаблона определяется заданными требованиями, но предпочтительно, чтобы высота и ширина кольца были равны 30 мм, что обеспечивает необходимую жесткость для предотвращения деформации вследствие механических воздействий и достаточно для точного определения, например, диаметра долот оснащенных PDC диаметром 19 мм. Высота кольца - шаблона гарантирует контакт с вершинами находящихся в перекрытии резцов.
Таким образом, основываясь на вышеизложенном, достигается технический результат - происходит облегчение веса изделия, повышение качества изготовления и удобства использования, и, следовательно, обеспечивается решение задачи, на выполнение которой направлено заявляемое техническое устройство, а именно, повышается эффективность использования кольца-шаблона.
Сравнение предлагаемого устройства с прототипом выявляет наличие такого отличительного признака как выполнение на его поверхности проточки фигурной формы на одном или двух торцах, и/или на внешней боковой поверхности, что свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».
В заявке приведены все средства, с помощью которых возможно осуществление полезной модели, что соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность технического решения поясняется чертежами.
На фиг.1, 2, 3, 4, 5 изображены осевые разрезы кольца-шаблона в различных вариантах его выполнения.
Устройство состоит из корпуса 1 (фиг.1, 2, 3, 4, 5) и проточки фигурной формы. На фиг.1 проточка выполнена на двух торцах поверхности кольца-шаблона - 2 и 3 соответственно; на фиг.2 проточка выполнена на одном торце поверхности кольца-шаблона - 2; на фиг.3 проточка выполнена на двух торцах поверхности кольца-шаблона - 2 и 3 соответственно и на внешней боковой поверхности - 4; на фиг.4 проточка выполнена на одном торце поверхности кольца-шаблона - 2 и на внешней боковой поверхности - 4; на фиг.5 проточка выполнена на внешней боковой поверхности - 4.
Устройство работает следующим образом (вариант использования двух колец-шаблонов в виде комплекта).
Берется изделие, наружный диаметр которого требуется измерить. Шаблон - кольцо захватывается за место расположения фигурной проточки на поверхности устройства и проводится вдоль корпуса, измеряемого изделия, при этом проходное кольцо-шаблон должно полностью пройти вдоль всего корпуса, подтвердив отсутствие превышения номинального диаметра, а непроходное кольцо-шаблон не должно пройти через корпус, подтвердив, что измеряемый диаметр не меньше номинального.