СОЕДИНЕНИЕ БУРОВЫХ ШТАНГ ЧЕРЕЗ ВНУТРЕННИЙ УПОР

Полезная модель относится к горному делу, а конкретнее, к буровому инструменту для бурения глубоких шпуров и мелких скважин, как элемент соединения буровых штанг между собой при наращивании става.
Известны резьбовые соединения буровых штанг [1, стр.54, рис.3.13, б], когда на одном конце штанги изготавливается внутренний резьбовой участок конической формы, а на другом наружный, конгруэнтный первому. Возможно применение и цилиндрических резьбовых участков, когда осевой упор штанги происходит через наружный бурт. Недостаток такого соединения заключается или в сложности изготовления конической резьбы, или в том, что резьба при бурении чрезмерно затягивается, что приводит к разрыву стержня по резьбе, или к продольным трещинам наружных стенок штанг.
Задачей настоящей полезной модели является устранение отмеченных недостатков прототипа.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что создается соединение буровых штанг через внутренний упор, содержащее передний и задний хвостовики, один из которых содержит внутреннюю резьбу, а другой наружную, при этом хвостовики штанги выполняются трехступенчатыми, состоящие из упорной, резьбовой и центрирующей ступеней, поперечные сечения которых возрастают от упорной к центрирующей, при этом на упорной ступени выполняется конусный упорный участок с несамотормозящимся углом конусности, который упирается при сборке в соответствующее конусное дно второй штанги, а между торцами соединяемых штанг обеспечивается зазор.
Предлагаемое соединение буровых штанг через внутренний упор показано на фигурах 1 и 2. На фигуре 1 представлена буровая штанга с передним и задним хвостовиками, а на фигуре 2 - соединение штанг в сборе. На фигурах обозначены: 1 - буровая штанга, 2 - трехступенчатый хвостовик с наружной резьбой, 3 - трехступенчатый хвостовик с внутренней резьбой, являющиеся друг по отношению к другу - охватываемым хвостовиком (2) и охватывающим хвостовиком (3), 4 - упорная ступень хвостовика, 5 - резьбовая ступень хвостовика, 6 - центрирующая ступень хвостовика, 7 и 8 - торцы хвостовиков, соответственно охватываемого и охватывающего, Δ - зазор между хвостовиками.
Собираются штанги в соединение следующим образом: охватываемый хвостовик 2 свободно вводится в хвостовик 3 до соприкосновения резьбовых участков, далее вращением одной штанги относительно другой производят накручивание хвостовиков по резьбе, в результате чего упорная ступень охватываемой детали входит внутрь упорной ступени охватывающей детали и перемещается до упора по несамотормозящейся конусной поверхности. При этом центрирующая ступень охватывающей детали свободно за счет предусмотренного зазора проходит относительно центрирующей ступени охватывающего хвостовика. После того, как упорные ступени войдут в контакт, проворачивание хвостовиков по резьбе станет невозможным. Это предохраняет соединение от перезатяжек резьбовых элементов. Центрирующие участки обеспечивают продольную устойчивость соединения. При малейших отклонениях от соосности деталей, соприкосновение их по центрирующим ступеням не позволяет развиваться отклонениям. Размеры хвостовиков подбираются так, что между торцами охватываемого 7 и охватывающего 8 хвостовиков остается гарантированный зазор Δ.
Работает соединение следующим образом. После соединения хвостовиков штанг в упор, штанга вводится в буримый шпур или скважину, на них подается от двигателя крутящий момент и осуществляется бурение. Какой бы большой не возникал на штангах крутящий момент, в силу того, что хвостовики штанг уперты между собой по внутренней конической несамотормозящейся поверхности, перезатяжки резьбы происходить не будет, а следовательно, не будет происходить разрушения соединения.
Источники информации
1. М.С.Сафохин, Б.А.Катанов. Машинист буровой установки на карьерах. Москва, Изд. «Недра», 1992, с.312.