БУРОВОЙ ШНЕК

Полезная модель относится к горной технике, а именно к буровым шнекам, используемым преимущественно для бурения взрывных скважин на открытых горных работах.
Известен буровой шнек, содержащий винтовую спираль и вал-трубу с замковыми соединениями на ее концах, жестко связанную с винтовой спиралью (Рис.4в. Вращательное шнековое бурение геологоразведочных скважин / Д.Н.Башкатов, Ю.А.Олоновский. - М.: Недра, 1968. - 192 с.)
Недостаток данного бурового шнека заключается в его низкой прочности, особенно при бурении взрывных скважин, из-за малой изгибной жесткости, закручивания сечения вала-трубы, зачастую со срезом замковых соединений по сварочному шву и т.п.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является буровой шнек, выполненный по известному способу, содержащий винтовую спираль и вал-трубу с замковыми соединениями, жестко связанными с ее концами, закрученную в пределах упругой деформации кручения материала вала-трубы в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали, и жестко связанную с последней (А.С. СССР №1444113 В23К 31/08, 1988 г.)
Данный буровой шнек имеет достаточную изгибную жесткость и прочность при бурении взрывных скважин в виду наличия предварительного напряженного вала-трубы, удерживаемого от раскручивания предварительно растянутой винтовой спиралью.
Недостаток данного бурового шнека при эксплуатации заключается в его невысокой долговечности при бурении взрывных скважин (особенно в абразивных породах) вследствие того, что в качестве элемента, удерживаемого вал-трубу в напряженном состоянии, используется самая быстроизнашиваемая деталь бурового шнека - винтовая спираль. При
уменьшении сечения спирали, вследствие ее износа по диаметру, последняя будет терять свои прочностные свойства и способствовать раскручиванию вала-трубы (особенно в его нижней части), потери его жесткости, срезу сварных швов замковых соединений и т.п.
Полезная модель направлена на повышение долговечности бурового шнека при бурении взрывных скважин, которое достигается за счет того, что в буровом шнеке, содержащем винтовую спираль и вал-трубу с замковыми соединениями жестко связанными с ее концами, закрученную в переделах упругой деформации кручения материала вала-трубы в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали и жестко связанную с последней, внутри вала-трубы концентрично размещена дополнительная труба, закрученная аналогичным образом в направлении навивки винтовой спирали и жестко связанная своими концами с замковыми соединениями вала-трубы.
Указанный буровой шнек сохраняет прочностные свойства основного несущего элемента - предварительно напряженной вала-трубы, практически при любой степени износа спирали, уменьшает подвижность материала вала-трубы в околошовной зоне сварных швов замковых соединений с валом-трубой, предотвращает их срезание и, в целом, повышает долговечность буровых шнеков. Этому же способствует и жесткая связь дополнительной трубы (в виде второго сварного шва) с замковыми соединениями вала-трубы бурового шнека.
На фиг. представлен общий вид бурового шнека. Буровой шнек содержит вал-трубу 1 с замковыми соединениями 2, дополнительную трубу 3 и винтовую спираль 4.
Замковые соединения 2 жестко связаны с концами вала- трубы 1, например, при помощи сварных швов. Вал-труба 1 закручена в пределах упругой деформации кручения материала вала-трубы 1 в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали 4 и жестко связана с последней, например, при помощи сварных швов. Внутри вала-
трубы 1 концентрично размещена дополнительная труба 3, закрученная аналогичным образом в направлении навивки винтовой спирали 4 и жестко связанная своими концами с замковыми соединениями 2 вала-трубы, например, при помощи дополнительных сварных швов.
В процессе бурения при передаче буровому шнеку рабочих нагрузок, в частности крутящего момента, винтовая спираль 4 бурового шнека взаимодействуя со стенками скважины будет подвергаться интенсивному износу по диаметру, что будет приводить к уменьшению ее поперечного сечения. Однако, в связи с тем что спираль 1 освобождена от растягивающих нагрузок, данное уменьшение ее сечения не приведет к потери прочности последней и раскручиванию основного несущего элемента бурового шнека - вала-трубы 1, которая через замковые соединения 2 связана с дополнительной закрученной в обратном направлении трубой 3 и образует предварительно напряженную замкнутую силовую конструкцию, обладающую достаточной изгибной жесткостью и прочностью, и обеспечивающую к тому же уменьшение растягивающих напряжений материала вала-трубы 1 (их компенсацию) в околошовной зоне замковых соединений 2 с валом-трубой 1, что также способствует повышению долговечности бурового шнека.