Свердло для кільцевого свердління

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности и предназначено для проведения аварийных работ на нефтяных и газовых скважинах. Известно сверло для кольцевого сверления, содержащее цилиндрический корпус, снабженный центраторами и размещенные на корпусе равномерно по окружности режущие зубья (Родин П.Р. Металлорежущие инстр ументы. - К.: Ви ща шк., 1979. - С.111). Известное сверло для кольцевого сверления применяют при обработке глубоких отверстий сравнительно больших диаметров, предполагая отвод стр ужки во взвешенном состоянии в потоке охлаждающей жидкости, подаваемой под давлением в зону резания. При проведении аварийных работ на газовых скважинах может появиться необходимость в сверлении шибера аварийной задвижки. Сверление необходимо производить в герметичном пространстве, заполненном газом под высоким давлением. В таких условиях отвод стр ужки в потоке охлаждающей жидкости при использовании известной техники невозможен. Сверление без отвода стружки из зоны резания приводит к увеличению усилия резания, заклиниванию и поломке режущих зубьев. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования сверла для кольцевого сверления, в котором за счет снабжения сверла шнеками обеспечивается отвод стружки из зоны резания, что позволяет производить сверление при проведении аварийных работ на газовых скважинах. Поставленная задача решается за счет того, что в сверле для кольцевого сверления, содержащем цилиндрический корпус снабженный центраторами, и размещенные на корпусе равномерно по окружности режущие зубья, новым является то, что в корпусе равномерно по окружности между режущими зубьями выполнены каналы, сверло снабжено подпружиненными в осевом и радиальном направлении шнеками, которые размещены в каналах корпуса и снабжены зубчатыми роликами, зубчатые ролики установлены на торцах шнеков со стороны зоны резания, каждый шнек снабжен двумя коаксиально расположенными друг относительно друга втулками, осевые пружины шнека размещены во внутренних втулках, а радиальные пружины размещены на наружных втулках, сверло снабжено опорной шайбой, которая закреплена на корпусе сверла с возможностью взаимодействия с внутренними втулками шнеков. Через каналы, выполненные в корпусе равномерно по окружности, происходит удаление стружки, поступающей из зоны резания. Шнеки, размещенные в каналах и снабженные винтовыми канавками, обеспечивают при вращательном движении осевое перемещение стружки по каналам. Пружины, работающие в осевом направлении, обеспечивают плавность работы зубчатых роликов на шнеки и их поступательное движение в осевом направлении при окончании сверления для захвата цилиндрического отхода. Кольцевые пружины, работающие в радиальном направлении, обеспечивают контакт зубчатых роликов с внутренней стенкой кольцевой канавки, образующейся в процессе сверления, что при вращательном движении сверла и трении между зубчатыми роликами и внутренней стенкой кольцевой канавки обеспечивает вращательное движение шнеков вокруг своих осей. Кроме того, обеспечивается радиальное перемещение зубчатых роликов при окончании сверления для захвата отхода с целью извлечения его из просверленного отверстия. Зубча тые ролики предназначены для образования вращательного движения шнеков, что необходимо для перемещения отводимой стружки по каналам. Внутренние втулки предназначены для размещения в них пружин осевого действия и цилиндрических концов шнеков с возможностью их осевого перемещения, что обеспечивает вращение шнеков, необходимое для отвода стружки и поступательное перемещение зубчатых роликов на шнеках, необходимое для захвата цилиндрического отхода. Наружные втулки предназначены для размещения на них кольцевых пружин радиального действия, что необходимо для контакта зубчатых роликов с внутренней стенкой кольцевой канавки, образующейся при сверлении. В наружных втулках установлены втулки с возможностью их вращения, что необходимо при вращательных движениях шнеков, с помощью которых происходит отвод стружки. Опорная шайба, закрепленная на корпусе сверла, служит опорой внутренним втулкам с размещенными в них шнеками и снабжена коническими углублениями для контакта в них с внутренними втулками, установленными с возможностью вращения вокруг свои х осей. На фиг.1 показано сверло, вид снизу; на фиг.2 разрез В - В на фиг.4; на фиг.3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - вид Б на фиг.1; на фиг.5 - разрез Д - Д на фиг.3; на фиг.6 - разрез Е - Е на фиг.3; на фиг.7 положение сверлапо окончанию процесса резания. Сверло для кольцевого резания металла, применяется для обработки при условии невозможности удаления стружки из зоны резания потоком охлаждающей жидкости, содержит корпус 1, центраторы 2, размещенные в диаметрально противоположных пазах корпуса 1, режущие зубья 3, установленные равномерно по окружности, шнеки 5, имеющие винтовые канавки с прямолинейным треугольным профилем в осевом сечении, размещенные в каналах 4 корпуса 1 и снабженные зубчатыми роликами 6, которые выполнены на торцах шнеков 5, пружины сжатия 7, установленные во вн утренних втулках 8, которые коаксиально расположены с наружными втулками 10 с подпружиненными кольцевыми пружинами 9. Кольцевые пружины 9 установлены в канавках на поверхности наружных втулок. Внутренние втулки 8 своей конической поверхностью установлены в опорной шайбе 11, которая застопорена контргайкой 12. Опорная шайба 11 снабжена коническими углублениями 13, служащими местом контакта с внутренними втулками 8. На наружных поверхностях вн утренних втулок 8 установлены стопорные шайбы 14, ограничивающие перемещение наружных втулок 10. Внутренние втулки 8 в резьбовых отверстиях имеют установочные винты 15, цилиндрические концы которых входят в пазы 16, выполненные в шнеках. На шнеках 5 установлены стопорные шайбы 17. Корпус 1 имеет пазы 18, сообщенные с каналами 4. В корпусе 1 между каналами 4 выполнены сквозные отверстия 19, в которых установлены шпильки 20, имеющие гайки 21 и шайбы 22, служащие для крепления режущих зубьев 3 в пазах 23 корпуса 1. Центраторы 2 зафиксированы при помощи шпилек 20 в пазах 24 корпуса 1. Корпус 1 имеет удлиненный хвостовик 25, заканчивающийся конусом Морзе, а с противоположной стороны в корпусе 1 выполнено глухое отверстие 26. В исходном положении до процесса резания шнеки 5, расположенные в каналах 4 корпуса 1 подпружинены пружинами 7, в результате че го стопорные шайбы 17, закрепленные на шнеках 5 являются опорой шнеков 51 на корпусе 1 и внутренние втулки 8, конической поверхностью контактируют с соответствующими коническими углублениями опорной шайбы 11, которая застопорена контргайкой 12. Наружные втулки 10 подпружинены кольцевыми пружинами 9, в результате чего шнеки 5 приобретают некоторый перекос относительно осевой линии каналов 4. Сверло работает следующим образом. Вставленное хвостовиком 25 с конусом Морзе в шпиндель соответствующего механизма, обеспечивающего вращательное и поступательное движение сверла, последнее подается в зону резания и при контакте режущих зубьев 3, установленных в пазах 23 корпуса 1, с обрабатываемым металлом происходит резание металла и сопутствующее ему стружкообразование. Для образования мелкой дробленной стружки применяются соответствующие известные режимы резания, на поверхностях режущи х зубьев выполняются стружколомы и изготавливаются различные профили режущи х граней смежных режущих зубьев. Шнеки 5 при контакте с обрабатываемым металлом перемещаются вдоль оси сверла и воздействуют на пружины 7, сжимая их. Зубчатые ролики 6 благодаря заходной фаске и под действием пружины 7 перемещаются в кольцевую канавку, образующуюся в процессе резания, в результате чего шнеки 5 устанавливаются соосно с осями каналов 4 и благодаря сжимающему действию пружины 9 обеспечивается силовой контакт зубчатых роликов 6 с внутренней стенкой кольцевой канавки. Вращательное движение сверла и трение между зубчатыми роликами 6 и внутренней стенкой кольцевой канавки обеспечивают вращательное движение шнеков 5 вокруг своих осей. Цилиндрические концы установочных винтов 15 находятся в пазах 16 шнеков 5 передают вращательное движение от шнеков 5 к внутренним втулкам 8. Внутренние втулки 8 вращаются в отверстиях наружных втулок 10, которые зафиксированы стопорными шайбами 14 и подпружинены кольцевыми пружинами 9. Внутренние втулки подпружинены пружинами 7, что обеспечивает их контакт с коническими углублениями 13 опорной шайбы 11. Стружка, образующаяся в процессе резания, перемещается по винтовым канавкам шнеков 5 и удаляется из зоны резания через пазы 18. По мере углубления корпуса 1 в кольцевую канавку, сверло центрируется по наружной стенке канавки центраторами 2, установленными в пазах 24 и закрепленными в отверстиях 19 шнеками 20, которые крепятся гайками 21 с шайбами 22. Сквозное сверление заканчивается выходом режущи х зубьев 3 образованием отхода в виде металлического цилиндра, который помещается в глухом отверстии 26. При этом зубчатые ролики 6 теряют контакт с кольцевой канавкой и под действием пружины 7 шнеки 5 перемещаются вдоль осей канавок 4 до упора стопорной шайбы 17 в корпус 1, а под действием пружины 9 устанавливаются с перекосом относительно осей канавок 4, что позволяет произвести захват металлического цилиндра зубчатыми роликами 6 для извлечения его из просверленного отверстия при обратном ходе шпинделя сверлильного устройства (см. рис.7).