RU2055145C1 - Tool for rotary drilling of blast holes - Google Patents

Tool for rotary drilling of blast holes Download PDF

Info

Publication number
RU2055145C1
RU2055145C1 RU92009000A RU92009000A RU2055145C1 RU 2055145 C1 RU2055145 C1 RU 2055145C1 RU 92009000 A RU92009000 A RU 92009000A RU 92009000 A RU92009000 A RU 92009000A RU 2055145 C1 RU2055145 C1 RU 2055145C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spiral
rod
cutter
diameter
face
Prior art date
Application number
RU92009000A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92009000A (en
Inventor
Владимир Николаевич Шамшин
Original Assignee
Владимир Николаевич Шамшин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Николаевич Шамшин filed Critical Владимир Николаевич Шамшин
Priority to RU92009000A priority Critical patent/RU2055145C1/en
Publication of RU92009000A publication Critical patent/RU92009000A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2055145C1 publication Critical patent/RU2055145C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: blast hole drilling. SUBSTANCE: tool for rotary drilling of blast holes has tube with single-start spiral and two-wing bit. Single-start spiral is made of strip of normal thickness. Spiral end is made of strip of increased thickness. Bit body is asymmetric. Outer surface of body of one wing is of cylindrical shape, while the outer surface of body of the other wing is tapered. Torque is transmitted from the rod to bit through end face due to thrust against shoulder wall made on wing body outer surface. End face and shoulder wall are parallel to longitudinal axis of drilling tool. End face is formed by cutting the thickened strip by the plane running through the generating line of the tube outer surface and crossing the circumference line describing the outer diameter of rod and obtuse angle facing the spiral. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к вращательному бурению шпуров, и может быть использовано в других отраслях промышленности. The invention relates to the mining industry, namely to rotary drilling of holes, and can be used in other industries.

Известен и широко используется при вращательном бурении шпуров снаряд, состоящий из штанги с двухзаходной спиралью и двухперового резца, в котором крутящий момент (Мкр) от штанги к резцу передается стенками паза, выполненного на конце штанги, гранями выступа на теле резца. Кроме паза и выступа в этом соединении используется цилиндрический хвостовик на резце и конгруэнтное ему отверстие в штанге, которые центрируют резец по отношению к штанге и в передаче Мкр участия почти не принимают [1]
Основными недостатками такого технического решения являются малая прочность стенок паза на срез и изгиб; высокая материалоемкость снаряда; малое свободное сечение для прохода частиц буровой мелочи, что снижает скорость бурения и требует большего Мкр для вращения снаряда в процессе бурения.A projectile is known and widely used in rotary drilling of holes, consisting of a rod with a two-way spiral and a two-feather cutter, in which the torque (M cr ) is transmitted from the rod to the cutter by the walls of the groove made at the end of the rod, by the edges of the protrusion on the body of the cutter. In addition to the groove and protrusion, this connection uses a cylindrical shank on the cutter and a hole congruent to it in the rod, which center the cutter with respect to the rod and almost do not take part in the transmission M cr [1]
The main disadvantages of this technical solution are the low strength of the walls of the groove for shear and bending; high material consumption of the projectile; a small free section for the passage of particles of drill fines, which reduces the drilling speed and requires a larger M cr to rotate the projectile during drilling.

Наиболее близким к предлагаемому является снаряд, у которого штанга состоит из трубы с однозаходной спиралью [2]
Достоинствами данного технического решения являются высокая пропускная способность шнека и меньшая его материалоемкость.Closest to the proposed is the projectile, in which the rod consists of a pipe with a single start spiral [2]
The advantages of this technical solution are the high throughput of the screw and its lower material consumption.

Недостатками данного технического решения являются недостаточная прочность соединения резца со штангой при бурении шпуров самоходными установками с большим Мкр и плохое сопряжение резца со штангой, ухудшающее проход частиц буровой мелочи.The disadvantages of this technical solution are the insufficient strength of the connection of the cutter with the rod when drilling holes with self-propelled units with a large M cr and poor pairing of the cutter with the rod, worsening the passage of particles of drill fines.

Цель изобретения увеличение надежности и пропускной способности бурового снаряда. The purpose of the invention is to increase the reliability and throughput of the drill.

Цель достигается тем, что конец спирали выполнен из полосы толщиной больше толщины остальной части спирали и имеет торцовую грань, образованную путем разреза спирали плоскостью, проходящей через образующую внешней поверхности трубы в месте выхода рабочей поверхности спирали за конец трубы, и пересекающую линию окружности, описывающую внешний диаметр штанги под тупым углом, обращенным в сторону спирали, а на теле резца выполнен уступ с упорной стенкой, параллельной торцовой грани спирали для взаимодействия с последней; тело резца между породоразрушающими пластинами твердого сплава и хвостовиком выполнено асимметрично, причем внешняя поверхность тела резца со стороны пера, на котором размещен уступ для взаимодействия с торцовой гранью спирали, выполнена по форме внешней поверхности цилиндра диаметром, равным диаметру штанги, а внешняя поверхность тела резца со стороны другого пера выполнена по форме внешней поверхности усеченного конуса с большим основанием около пластины твердого сплава и меньшим основанием около хвостовика резца, при этом диаметр меньшего основания конуса равен диаметру трубы штанги, а диаметр большего основания диаметру штанги. The goal is achieved in that the end of the spiral is made of a strip thicker than the thickness of the rest of the spiral and has an end face formed by cutting the spiral with a plane passing through the outer surface of the pipe at the exit of the spiral working surface beyond the end of the pipe and intersecting the circle line describing the outer the diameter of the rod at an obtuse angle facing the side of the spiral, and a ledge is made on the body of the cutter with a thrust wall parallel to the end face of the spiral for interaction with the latter; the body of the cutter between the rock cutting plates of the hard alloy and the shank is made asymmetrically, and the outer surface of the body of the cutter on the side of the pen on which the step is located to interact with the end face of the spiral is made in the form of the outer surface of the cylinder with a diameter equal to the diameter of the rod, and the outer surface of the body of the cutter with the sides of the other pen are shaped like the outer surface of a truncated cone with a large base near the hard alloy plate and a smaller base near the cutter shank, the diameter the smaller base of the cone is equal to the diameter of the rod pipe, and the diameter of the larger base is the diameter of the rod.

Существенными признаками предлагаемого изобретения являются следующие. The essential features of the invention are as follows.

1 п р и з н а к. Крутящий момент от штанги передается торцовой гранью конца спирали, выполненной из полосы увеличенной толщины и выходящей за конец трубы штанги, путем ее упора в стенку уступа, выполненной на теле резца параллельно торцовой грани спирали и параллельно продольной оси снаряда. Этот признак применяется впервые и позволяет передавать крутящий момент усиленным концом спирали с увеличенной площадью торцовой грани, выполненной параллельно продольной оси снаряда, что приводит к увеличению надежности данного узла бурового снаряда и позволяет исключить возникновение сил, отодвигающих резец от штанги. 1 np. Torque from the rod is transmitted by the end face of the end of the spiral, made of a strip of increased thickness and extending beyond the end of the tube of the rod, by abutting against the wall of the ledge, made on the body of the cutter parallel to the end face of the spiral and parallel to the longitudinal axis shell. This feature is used for the first time and allows you to transfer torque to the reinforced end of the spiral with an increased end face area made parallel to the longitudinal axis of the drill, which leads to an increase in the reliability of this drill string assembly and eliminates the occurrence of forces that move the cutter from the rod.

2 п р и з н а к. Торцовая грань спирали образована путем разреза ее плоскостью, проходящей через образующую внешней поверхности трубы в месте выхода рабочей поверхности спирали за конец трубы и пересекающая линию окружности, описывающую внешний диаметр штанги под тупым углом, обращенным в сторону спирали. Этот признак применяется впервые и позволяет увеличить надежность снаряда, так как реактивная сила от опорной стенки уступа на теле резца при передаче крутящего момента воздействует на торцовую грань утолщенной части спирали, стараясь прижать ее к внешней поверхности трубы. При этом материал спирали выдерживает значительно большие нагрузки, так как работает на сжатие, а площадь среза конца спирали имеет большую величину за счет увеличенной толщины и наклонного расположения спирали. 2 end. The end face of the spiral is formed by cutting it with a plane passing through the generatrix of the outer surface of the pipe at the exit of the working surface of the spiral beyond the end of the pipe and intersecting the circle line describing the outer diameter of the rod at an obtuse angle facing the spiral side . This feature is used for the first time and allows to increase the reliability of the projectile, since the reactive force from the supporting wall of the ledge on the body of the cutter when transmitting torque acts on the end face of the thickened part of the spiral, trying to press it against the outer surface of the pipe. At the same time, the material of the spiral can withstand significantly greater loads, since it works in compression, and the cut-off area of the end of the spiral is large due to the increased thickness and inclined location of the spiral.

3 п р и з н а к. Тело резца между породоразрушающими пластинами твердого сплава и хвостовиком выполнено асимметрично, причем внешняя поверхность тела резца со стороны пера, на котором размещен уступ для взаимодействия с торцовой гранью спирали, выполнена по форме внешней поверхности цилиндра диаметром, равным диаметру штанги, а внешняя поверхность тела резца со стороны другого пера выполнена по форме внешней поверхности усеченного конуса с большим основанием около пластины твердого сплава и меньшим основанием около хвостовика резца, при этом диаметр меньшего основания конуса равен диаметру трубы штанги, а диаметр большего основания диаметру штанги. 3 Example. The body of the cutter between the rock cutting plates of the hard alloy and the shank is asymmetrical, and the outer surface of the body of the cutter from the side of the pen on which the step for interaction with the end face of the spiral is placed is made in the shape of the outer surface of the cylinder with a diameter equal to the diameter of the rod, and the outer surface of the body of the cutter from the side of another feather is made in the form of the outer surface of a truncated cone with a large base near the hard alloy plate and a smaller base near the shank of the cutter, this diameter of the smaller base of the cone is equal to the diameter of the rod pipe, and the diameter of the larger base diameter of the rod.

Этот признак применяется впервые и позволяет увеличить свободное сечение для прохода частиц буровой мелочи от породоразрушающих пластин к спирали штанги, а также уменьшить материалоемкость резца, выполняемого из легированной стали. This feature is used for the first time and allows you to increase the free section for the passage of particles of drill fines from rock cutting plates to the rod spiral, as well as reduce the material consumption of the cutter made of alloy steel.

На фиг. 1 изображен снаряд; на фиг. 2 штанга снаряда со стороны резца; на фиг. 3 вид на резец снаряда со стороны хвостовика. In FIG. 1 shows a shell; in FIG. 2 projectile bar on the side of the cutter; in FIG. 3 view of the projectile cutter from the shank.

Снаряд для вращательного бурения шпуров состоит из штанги с однозаходной спиралью и резца с цилиндрическим хвостовиком. Штанга снаряда выполнена из цельнотянутой трубы 1, на одном конце которой выполнен хвостовик для соединения с патроном сверла (не показан). На трубу навита и приварена спираль, состоящая из полос 2 и 3 соответственно нормальной и увеличенной толщины. Причем усиленная часть полосы 3 имеет относительно небольшую длину (0,5-0,7 витка) и приваривается к трубе с обеих сторон со стороны рабочей 4 и нерабочей 5 поверхностей. The projectile for rotary drilling of holes consists of a rod with a single start spiral and a cutter with a cylindrical shank. The projectile rod is made of a seamless pipe 1, at one end of which a shank is made for connection with a drill chuck (not shown). A spiral consisting of strips 2 and 3 of normal and increased thickness, respectively, is wound on and welded to the pipe. Moreover, the reinforced part of the strip 3 has a relatively small length (0.5-0.7 turns) and is welded to the pipe on both sides from the working 4 and non-working 5 surfaces.

Конец усиленной полосы 3 разрезан плоскостью для образования торцовой грани 6, которая взаимодействует с упорной стенкой 7, выполненной на том пере резца 8, у которого внешняя поверхность тела близка к поверхности цилиндра. Это перо резца выполнено более массивным, чтобы паз не ослабил его тело. Цилиндрическая поверхность тела этого пера способствует проходу частиц буровой мелочи от режущих лезвий пера на рабочую поверхность спирали. The end of the reinforced strip 3 is cut by a plane to form an end face 6, which interacts with a thrust wall 7, made on that cutter 8, in which the external surface of the body is close to the surface of the cylinder. This feather of the incisor is made more massive so that the groove does not weaken his body. The cylindrical surface of the body of this pen facilitates the passage of particles of drill fines from the cutting blades of the pen to the working surface of the spiral.

Второе перо резца имеет внешнюю поверхность тела в виде усеченного конуса 9 с меньшим основанием со стороны штанги с целью увеличения площади свободного сечения для прохода частиц буровой мелочи от режущих лезвий пера в зону штанги. The second feather of the cutter has an outer surface of the body in the form of a truncated cone 9 with a smaller base from the side of the rod in order to increase the free cross-sectional area for the passage of particles of drill fines from the cutting blades of the pen into the rod area.

Плоскость, разрезающая конец усиленной спирали для образования торцовой грани 6, проходит параллельно продольной оси снаряда через образующую внешней поверхности трубы штанги в месте выхода рабочей поверхности 4 спирали за конец трубы и пересекает линию окружности, описывающую внешний диаметр штанги (фиг. 2), под тупым углом α, обращенным в сторону спирали. Такое выполнение торцовой грани способствует прижатию конца спирали к внешней поверхности трубы и увеличивает надежность снаряда. The plane cutting the end of the reinforced spiral to form the end face 6 passes parallel to the longitudinal axis of the projectile through the generatrix of the outer surface of the rod pipe at the exit of the working surface 4 of the spiral beyond the end of the pipe and crosses the circle line describing the outer diameter of the rod (Fig. 2), under the obtuse angle α facing the spiral. This embodiment of the end face contributes to pressing the end of the spiral to the outer surface of the pipe and increases the reliability of the projectile.

Снаряд работает следующим образом. The projectile works as follows.

В процессе бурения шпуров Мкр от штанги к резцу передается за счет упора торцовой грани 6 на усиленном конце спирали в стенку 7 паза, выполненного на одном пере резца. При этом торцовая грань 6 спирали и упорная стенка 7 на резце работает на сжатие, а следовательно, могут выдержать значительно большие нагрузки. Кроме этого конец спирали работает на срез по плоскости, перпендикулярной продольной оси снаряда. Поэтому он выполняется увеличенной толщины, приваривается к трубе с двух сторон и располагается под углом к продольной оси снаряда. Все это способствует увеличению площади срезаемой поверхности, а следовательно, увеличению надежности снаряда.In the process of drilling holes M cr from the rod to the cutter is transmitted due to the abutment of the end face 6 at the reinforced end of the spiral into the wall 7 of the groove made on one cross of the cutter. In this case, the end face 6 of the spiral and the abutment wall 7 on the cutter works in compression, and therefore can withstand significantly greater loads. In addition, the end of the spiral works on a slice along a plane perpendicular to the longitudinal axis of the projectile. Therefore, it is made of increased thickness, is welded to the pipe from two sides and is located at an angle to the longitudinal axis of the projectile. All this contributes to an increase in the area of the cut surface, and therefore, to an increase in the reliability of the projectile.

Экспериментальные образцы снаряда с таким выполнением опробовались на испытательной машине кафедры сопротивления материалов Новочеркасского политехнического института и выдерживали Мкр 36-38 кгм. Это в 1,8 раза превышает опрокидной Мкр, развиваемый самоходной буровой установкой БУА-3С с двигателем вращателя 11 кВт. В настоящее время экспериментальные образцы предлагаемого снаряда для бурения шпуров испытываются в производственных условиях.Experimental samples of the projectile with this design were tested on a testing machine of the materials resistance department of the Novocherkassk Polytechnic Institute and withstood M cr 36-38 kgm. This is 1.8 times higher than the tipping M cr developed by the BUA-3C self-propelled drilling rig with an 11 kW rotator engine. Currently, experimental samples of the proposed shell for drilling holes are tested in production conditions.

Claims (2)

1. СНАРЯД ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ ШПУРОВ, состоящий из штанги с однозаходной спиралью, приваренной к трубе, и двухперового резца с цилиндрическим хвостовиком, отличающийся тем, что конец спирали выполнен из полосы толщиной больше толщины остальной части спирали и имеет торцевую грань, образованную путем разреза спирали плоскостью, проходящей через образующую внешней поверхности трубы в месте выхода рабочей поверхности спирали за конец трубы и пересекающую линию окружности, описывающую внешний диаметр штанги под тупым углом, обращенным в сторону спирали, а на теле резца выполнен уступ с упорной стенкой, параллельной торцевой грани спирали для взаимодействия с последней. 1. A CURVE FOR ROTARY DRILLING OF SKINS, consisting of a rod with a single-start spiral welded to the pipe, and a two-feather cutter with a cylindrical shank, characterized in that the end of the spiral is made of a strip thicker than the thickness of the rest of the spiral and has an end face formed by cutting the spiral the plane passing through the generatrix of the outer surface of the pipe at the place where the working surface of the spiral exits the end of the pipe and intersects the circle line that describes the outer diameter of the rod at an obtuse angle, facing m in the direction of the helix, and the cutter body is formed with a stop ledge wall parallel to the end face of the helix to interact with the latter. 2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что тело резца между породоразрушающими пластинами твердого сплава и хвостовиком выполнено асимметричным, причем внешняя поверхность тела резца со стороны пера, на котором размещен уступ для взаимодействия с торцевой гранью спирали, выполнена по форме внешней поверхности цилиндра диаметром, равным диаметру штанги, а внешняя поверхность тела резца со стороны другого пера выполнена по форме внешней поверхности усеченного конуса с большим основанием около пластины твердого сплава и меньшим основанием около хвостовика резца, при этом диаметр меньшего основания конуса равен диаметру трубы штанги, а диаметр большего основания - диаметру штанги. 2. The projectile according to claim 1, characterized in that the body of the cutter between the rock cutting plates of the hard alloy and the shank is asymmetric, with the outer surface of the body of the cutter on the side of the pen on which the step for interaction with the end face of the spiral is placed, made in the shape of the outer surface of the cylinder diameter equal to the diameter of the rod, and the outer surface of the body of the cutter from the side of another feather is made in the form of the outer surface of a truncated cone with a large base near the hard alloy plate and a smaller base ok lo cutter shank, wherein the diameter of the smaller base of the cone is equal to the diameter of the rod pipe, and the greater base diameter - the diameter of the rod.
RU92009000A 1992-11-27 1992-11-27 Tool for rotary drilling of blast holes RU2055145C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92009000A RU2055145C1 (en) 1992-11-27 1992-11-27 Tool for rotary drilling of blast holes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92009000A RU2055145C1 (en) 1992-11-27 1992-11-27 Tool for rotary drilling of blast holes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92009000A RU92009000A (en) 1995-01-09
RU2055145C1 true RU2055145C1 (en) 1996-02-27

Family

ID=20132779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92009000A RU2055145C1 (en) 1992-11-27 1992-11-27 Tool for rotary drilling of blast holes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2055145C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2454543C2 (en) * 2006-11-15 2012-06-27 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Self-drilling anchor bolt and anchor device for it
CN103174387A (en) * 2013-01-24 2013-06-26 贺德新 Construction method of soil squeezing and dumping drill rod, twist drill, pile machine, and soil squeezing and dumping pile

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Яцких В.Г. и др. Горные машины и комплексы. М.: Недра, 1984, рис.4,8. *
2. Журнал Глюкауф, 1985, N 15, с.16 - 22. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2454543C2 (en) * 2006-11-15 2012-06-27 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Self-drilling anchor bolt and anchor device for it
CN103174387A (en) * 2013-01-24 2013-06-26 贺德新 Construction method of soil squeezing and dumping drill rod, twist drill, pile machine, and soil squeezing and dumping pile
CN103174387B (en) * 2013-01-24 2016-01-20 贺德新 Soil compaction casting drilling rod, auger, stake machine and soil compaction displacement pile construction method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW407186B (en) Screw type self-tapping masonary anchor
US4687368A (en) Thread structure for percussion rock drilling
US6968912B2 (en) Drill blades for drill bit
US4295751A (en) Thread structure for percussion drill elements
CN1181255C (en) Drilling bit for rock
US3789725A (en) Self-drilling and self-tapping fastener and method of manufacture thereof
US6032749A (en) Drilling tool
US4550791A (en) Two-prong rotary bit, especially for use with roof drills, and insert therefor
AU2019201562B2 (en) Drill string components having multiple-thread joints
JP2003515022A (en) Threaded joints, male and female threads
US3388935A (en) Threaded drill rod element
US11738383B2 (en) Method and means of forming threaded ties and rods
CN1386604A (en) Auger drill
RU2055145C1 (en) Tool for rotary drilling of blast holes
US6675917B2 (en) Twist drill bit for rock drilling
US4836730A (en) Fastener
FI86664B (en) GAENGKOPPLING.
JP3961769B2 (en) Drill rod connection system for rotary percussion drills, especially topsoil drills
EP0771934B1 (en) Coupling for percussion rods
CN106150395A (en) Boring by percussion drilling tool
CN202611596U (en) Stepped guide type coreless drill
US2239461A (en) Rock boring bit
RU2053345C1 (en) Device for rotary drilling of blast holes
CN106089116B (en) Impact type compound thread connects drill rod
CN211598525U (en) Wall-breaking and diameter-expanding combined drill bit