RU2468180C1 - Detachable joint of drilling tool - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: proposed detachable joint of a drilling tool comprises a crown tail with a cavity and a stepped head of a drill installed in it. The drill head is fixed by means of a rod fixator installed in a radial channel of a crown tail, and a torque transfer unit. The drill head is arranged with a circular bore on an outer surface for a rod fixator. The diameter of the rod fixator is less than height of the circular bore. The torque transfer unit - in the form of a cam mechanism formed with matched ledges and responsive grooves arranged on contacting ends of the crown tail and larger step of the drill head. Between the end of the drill head and the bottom of the crown tail cavity there are replaceable discs, hardness of material of which is higher than hardness of the crown tail material.

EFFECT: simplified design of a joint and higher efficiency of energy transfer from a drive to an actuator.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному инструменту, а именно к соединениям буровых штанг с коронками, преимущественно для ударно-вращательного бурения.The invention relates to a mining tool, and in particular to compounds of drill rods with crowns, mainly for rotary hammer drilling.

Известно соединение бурового инструмента, включающее сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной и центрирующей концентричной поверхностью и соответствующее его профилю посадочное гнездо буровой коронки, при этом торцевая поверхность наконечника штанги контактирует с поверхностью днища гнезда коронки (см. авт. св. СССР №538131, кл. Е21В 17/04, 1974).It is known to connect a drilling tool, including a mating drill rod tip with an eccentric and centering concentric surface and a drill bit corresponding to its profile, the end face of the rod tip in contact with the surface of the crown socket bottom (see ed. St. USSR No. 538131, class. E21B 17/04, 1974).

Недостатком данного соединения является малая контактная поверхность наконечника штанги с буровой коронкой, что приводит к быстрому выходу из строя наконечника буровой штанги, особенно при использовании тяжелых перфораторов, и, как следствие этого, к удорожанию буровых работ.The disadvantage of this connection is the small contact surface of the rod tip with the drill bit, which leads to a quick failure of the drill rod tip, especially when using heavy perforators, and, as a consequence, to the cost of drilling operations.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является разъемное соединение бурового инструмента, включающее хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента (см. авт. св. СССР №1049649, кл. Е21В 17/04, 1983).The closest in technical essence and the achieved result is a detachable connection of a drilling tool, including a drill shank with a cavity and a stepped drill head mounted in it, fixed with a rod retainer located in the radial channel of the drill shank, and a torque transmission unit (see ed. USSR No. 1049649, class ЕВВ 17/04, 1983).

К недостаткам данного соединения следует отнести сложность конструкции, что ведет к удорожанию бурового инструмента с данным видом соединения. Другим недостатком соединения является низкий коэффициент передачи ударной энергии от перфоратора непосредственно на коронку, связанную жестким соединением наконечника штанги с буровой коронкой.The disadvantages of this connection include the complexity of the design, which leads to an increase in the cost of the drilling tool with this type of connection. Another disadvantage of the connection is the low transmission coefficient of impact energy from the perforator directly to the crown, connected by a rigid connection of the rod tip with the drill bit.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции соединения и повышение коэффициента передачи энергии на буровую коронку.In connection with the stated technical result of the invention is to simplify the design of the connection and increase the coefficient of energy transfer to the drill bit.

Указанный технический результат достигается тем, что в разъемном соединении бурового инструмента, включающим хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента, согласно изобретению головка бура выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности под стержневой фиксатор, диаметр которого меньше высоты кольцевой проточки, а узел передачи крутящего момента - в виде кулачкового механизма, образованного совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика коронки и большей ступени головки бура.The specified technical result is achieved by the fact that in the detachable connection of the drilling tool, including the shank of the crown with the cavity and the stepped drill head installed in it, fixed by means of a rod retainer located in the radial channel of the shank of the crown, and the torque transmission unit according to the invention, the drill head is made with annular groove on the outer surface under the rod clamp, the diameter of which is less than the height of the annular groove, and the torque transmission unit is in the form of a cam Vågå mechanism formed by the aligned mating projections and depressions formed on the contacting end faces of the shank and bit level larger drill bit.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что между торцом головки бура и дном полости хвостовика коронки расположены сменные диски, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика коронки.The achievement of this technical result is also facilitated by the fact that between the end of the drill head and the bottom of the cavity of the shank of the crown are interchangeable disks, the hardness of the material of which is greater than the hardness of the material of the shank of the crown.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид соединения в продольном разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the connection in longitudinal section.

Разъемное соединение бурового инструмента включает хвостовик 1 коронки 2 с полостью 3 и промывочными каналами 12 и установленную в ней ступенчатую головку бура 4, закрепленную посредством стержневого фиксатора 5, размещенного в радиальном канале 6 хвостовика 1 коронки 2. Головка бура 4 выполнена с кольцевой проточкой 7 на наружной поверхности под стержневой фиксатор 5, при этом диаметр - D фиксатора 5 меньше высоты - Н кольцевой проточки 7, что гарантирует передачу ударной нагрузки от перфоратора непосредственно на коронку 2. Это значительно увеличивает удельную нагрузку на буровую коронку и тем самым повышает к.п.д передачи энергии от привода (перфоратора) на рабочий орган (буровую коронку), обеспечивая эффективность разрушения породы, особенно при бурении по твердым и крепким породам.The detachable connection of the drilling tool includes a shank 1 of the crown 2 with a cavity 3 and flushing channels 12 and a stepped drill head 4 mounted therein, fixed by means of a rod retainer 5 located in the radial channel 6 of the shank 1 of the crown 2. The drill head 4 is made with an annular groove 7 on the outer surface under the rod retainer 5, while the diameter - D of the retainer 5 is less than the height - H of the annular groove 7, which guarantees the transfer of the shock load from the perforator directly to the crown 2. This significantly increased Chiva specific load on the drill bit and thereby improves power transmission from the drive k.p.d (punch) at the operating element (drill bit), providing a rock destruction efficiency, especially when drilling in hard and hard rocks.

Между контактирующими торцевыми поверхностями 8 и 9 соответственно головки бура 4 и дна хвостовика 1 коронки 2 расположены сменные диски 10, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика 1 коронки 2. Благодаря использованию таких дисков практически исключается вероятность деформации хвостовика 1 бура 2, т.к. реакция забоя через породоразрушающие элементы коронки 2 воспринимается дисками 10. При этом благодаря сменности дисков 10 они могут быть использованы многократно.Between the contacting end surfaces 8 and 9, respectively, of the drill head 4 and the bottom of the shank 1 of the crown 2 are interchangeable disks 10, the hardness of the material of which is greater than the hardness of the material of the shank 1 of the crown 2. Thanks to the use of such disks, the likelihood of deformation of the shank 1 of the drill 2, t. to. the reaction of the face through the rock-cutting elements of the crown 2 is perceived by the disks 10. Moreover, due to the interchangeability of the disks 10, they can be reused.

В процессе работы передача крутящего момента от головки бура на буровую коронку 2 осуществляется кулачковым соединением 11, образованным совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика 1 коронки 2 и большей ступени головки бура 4. Осевая ударная нагрузка передается от головки бура 4 на буровую коронку 2 через сменные диски 10. Фиксатор 5 в данном соединении служит только для удержания коронки 2 от выпадения и не является силовым элементом, что упрощает монтаж и особенно демонтаж соединения по сравнению с прототипом.In the process, the transmission of torque from the drill head to the drill bit 2 is carried out by a cam connection 11 formed by combined protrusions and reciprocal depressions made on the contacting ends of the shank 1 of the crown 2 and a larger stage of the drill head 4. The axial shock load is transmitted from the drill head 4 to the drill crown 2 through interchangeable disks 10. The retainer 5 in this connection serves only to keep the crown 2 from falling out and is not a power element, which simplifies installation and especially dismantling of the connection to the prototype.

Предложенное соединение позволяет упростить его конструкцию, следовательно, и уменьшить стоимость бурового инструмента, а также повысить эффективность работы породоразрушающего инструмента благодаря увеличению к.п.д. передачи энергии от привода на рабочий орган.The proposed connection allows to simplify its design, therefore, to reduce the cost of the drilling tool, as well as to increase the efficiency of the rock cutting tool due to the increase in efficiency energy transfer from the drive to the working body.

Claims (2)

1. Разъемное соединение бурового инструмента, включающее хвостовик коронки с полостью и установленную в ней ступенчатую головку бура, закрепленную посредством стержневого фиксатора, размещенного в радиальном канале хвостовика коронки, и узел передачи крутящего момента, отличающееся тем, что головка бура выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности под стержневой фиксатор, диаметр которого меньше высоты кольцевой проточки, а узел передачи крутящего момента - в виде кулачкового механизма, образованного совмещенными выступами и ответными впадинами, выполненными на контактирующих торцах хвостовика коронки и большей ступени головки бура.1. The detachable connection of the drilling tool, including the shank of the crown with the cavity and the step head of the drill installed in it, fixed by means of a rod retainer located in the radial channel of the shaft of the crown, and a torque transmission unit, characterized in that the drill head is made with an annular groove on the outer the surface under the rod clamp, the diameter of which is less than the height of the annular groove, and the torque transmission unit is in the form of a cam mechanism formed by aligned protrusions and mating depressions formed on the contacting end faces of the shank and bit level larger drill bit. 2. Разъемное соединение бурового инструмента по п.1, отличающееся тем, что между торцом головки бура и дном полости хвостовика коронки расположены сменные диски, твердость материала которых больше, чем твердость материала хвостовика коронки. 2. The detachable connection of the drilling tool according to claim 1, characterized in that interchangeable disks are located between the end of the drill head and the bottom of the cavity of the shank of the crown, the hardness of the material is greater than the hardness of the material of the shank of the crown.

Images