Расширитель для бурения восстающих скважин

 

1. РАСШИРИТЕЛЬ ДЛЯ БУРЕНИЯ ВОССТАЮЩИХ СКВАЖИН,включакяций приводную штангу с двухступенчатой буровой головкой, породоразрушаницие элементу второй ступени которой закреплены на кронштейнах, установленных с возможностью поворота вокруг оси, закрепленной -на корпусе буровой головки , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы , первая ступень буровой головки установлена с возможностью поворота вокруг приводной штанги, нижнее основание которой выполнено в виде зубчатого венца, при она снаб- ; жена выступами и тормозным приспособлением , а ось кронштейна второй ступени установлена вертикально и снабжена шестерней, кинематически связанной с зубчатым венцом первой ступени, при этом корпус буровой головки имеет толкатели, установленные с возможностью взаимодействия с тор мозным приспособлением, и упорами, установленными с возможностью взаимо (Л действия с кронштейнами второй ступени .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

091 (и) 3щ1 Е21В728

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffHA (21) 354&912/22-03 (22) 04..02.83 (46) 30.04.84. Бюл. Ф 16 (72) В.Ф. Кондратенко (71) Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени горнорудный институт (53) 622,24.051.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 744108, кл. Е 02 В 10/26, 1977 °

2. Патент США к 4177866, кл. 175-53. опчблик. 1979. (54) (57) 1. РАСШИРИТЕЛЬ ДЛЯ БУРЕНИЯ

ВОССТАЮЩИХ СКВАЖИН, включающий приводную штангу с двухступенчатой буровой головкой, породоразрушающие элементы второй ступени которой закреплены на кронштейнах, установленных с возможностью поворота вокруг оси, закрепленной .на корпусе буровой головки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, первая ступень буровой головки установлена с возможностью поворота вокруг приводной штанги, нижнее основание которой выполнено в виде зубчатого венца. при этом она снаб"

D I жена выступами и тормозным приспо, соблейием, а ось кронштейна второй ступени установлена вертикально и снабжена шестерней, кинематически связанной с зубчатым венцом первой ступени, при этом корпус буровой головки имеет толкатели, установленные с возможностью взаимодействия с торс мозным приспособлением, и упорами, g . установленными с возможностью взаимодействия с кронштейнами второй сту-, ф4 пени.

1089227

2. Расширитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что тормозное приспособление выполнено в виде опоры, на конце которой установлен сферический ролик, выполненный из трех частейу средняя часть которого имеет горизонтальные цапфы, шарнирно установленные в опоре тормозного приспоИзобретение относится к горной промышленности, а более конкретно к устройствам для бурения, восстающих выработок,,и может быть использовано для бурения восстающих горных выработок большого диаметра за один проход бурового става с применением мощностей существующего оборудования.

Известен расширитель скважину включающий приводную штангу, на кото.

1 рой установлены последовательно не- подвижная и подвижная вдоль приводной штанги буровые головки разного диаметра. В этом расширителе подвижная буровая головка имеет распорные кронштейны с опорными элементами, контактирующими со стенкой скважины, а устройство фиксации выполнено г. виде винтовых полумуфт, закрепленных концентрично приводной штанге на обращенных друг к другу торцах буровых, головок )1J .

Этому расширителю присущи следующие недостатки.

Во-первых, штанга и подвижная буровая головка имеют значительные размеры, а это создает трудности при транспортировке и, особенно, при монтаже и демонтаже расширителя в подземных условиях.

Во-вторых, независимое положение подвижной буровой головки требует фиксации ее в момент забуривания специальными стяжками.

В-третьих, для нормальной работы резьбовых полумуфт необходимо тщательно защищать их от бурового шлама, что значительно-усложняет конструкцию. собления, и ось, установленную перпендикулярно цапфам, на которой установлены верхняя и нижняя части ролика с возможностью их вращения, причем на внешней поверхности средней части ролика выполнены фиксаторы, установленные с воэможностью их взаи модействия с опорой.

В-четвертых, процесс изготовления винтовых полумуфт имеет сложную технологию.

Наиболее близким к предлагаемому

5 по технической сущности является устройство для бурения восстающих скважин, включающее приводную штангу с двухступенчатой буровой головкой, породоразрушающие элементы второй

1О, ступени которой закреплены на крон штейнах, установленных с возможностью поворота вокруг оси, закрепленной нв корпусе буровой головки (2).

Недостатки устройства следующие.

15 Во-первых, пневмо-гидравлическая аппаратура выдвижения и втягивания подвижных поддерживающих кронштейнов с породоразрушающими элементами предполагает наличие различного рода

20 цилиндров, клапанов, распределителей, датчиков, соединительных, трубопроводов, уплотнений и других элементов, что-сильно усложняет конструкцию устройства.

25 Во-вторых, так как необходимо располагать указанную аппаратуру непосредственно в корпусе буровой головки, то снижается надежность всей системы в целом.

Зо В-третьих, надежность системы снижается из-за колебания давления воздуха в пневматической сети шахты.

Цель изобретения — повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что в расширителе для бурения восстающих скважин, включающем приводную штангу с двухступенчатой буровой

40 головкой, породоразрушающие элементы второй ступени которой закреплены на кронштейнах, установленных с

1089227 возможностью поворота вокруг оси, закрепленной на корпусе буровой головки, первая ступень буровой головки установлена с воэможностью поворота вокруг приводной штанги, нижнее основание которой выполнено в виде зубчатого венца, при этом она снабжена выступами и тормозным приспособлением, а ось кронштейна второй ступени установлена вертикально 1g и снабжена шестерней, конически связанной с зубчатым венцом первой ступени, при этом корпус буровой головки имеет толкатели, установленные с воэможностью взаимодействия 15 с тормозным приспособлением, и упо-, рами, установленными с возможностью взаимодействия с кронштейнами второй ступейи. Тормозное приспособление выполнено в виде опоры, на конце которой установлен сферический ролик, выполненный из трех частей, средняя часть которого имеет горизонтальные цапфы, шарнирно установленные .в опоре тормозного при- 25 способления и ось, установленную перпендикулярно цапфам, и на которой установлены верхняя нижняя части ролика с возможностью их вращения, причем на внешней поверхности сред" ней части ролика выполнены фиксаторы, установленные с возможностью их взаимодействия с опорой.

На фиг. 1 изображен расширитель при разбуривании скважины первой ступенью, общий вид, на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— то же, при раэбуривании второй ступенью, на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — тормозное уст- 4 ройство, разрез; на фиг. 6 — положение тормозного ролика относительно стенки выработки при ходе расширителя вверх; на фиг. 7 — то же, при застопаривании первой ступени

45 корпуса, на фиг. 8 — то же, при ходе расширителя вниз.

Расширитель имеет приводную штангу 1, на которой с возможностью пОВОрОта устанОВлена первая ступень

2 корпуса с породоразрушающими элементами 3 и неподвижно установлена вторая ступень 4 корпуса с породо" разрушающими элементами 5.

Первая ступень 2 имеет зубчатый 55 венец 6, выступы 7 и тормозное устройство, включающее ролик 8., раз .. мещенный на опоре 9.

Внутри второй ступени 4 посредством вертикальных осей 10 установлены подвижные кронштейны 11. На концах осей 20 закреплены шестерни

12, входящие в зацепление с зубчатым

-венцом 6. Кроме. того, вторая ступень имеет толкатели 13 и упоры 14 для стопорения кронштейнов 11 в рабочем положении.

Тормозное устройство (фиг. 5) представляет собой сферический ролик., установленный в опоре 9 и состоит. иэ трех частей. Средняя часть 15 горизонтальными цапфами 16 шарнирно установлена в опоре 9, а две другие части 17 и 18 установлены с воэможностью вращения на оси 19, пересекающей ось цапф 16 и перпендикулярной ей. Кроме того, средняя часть

15 имеет упоры 20 и 21, которые служат для стопорения ролика в конечных положениях относительно опоры

9 тормозного устройства.

Расширитель работает следующим образом.

Вкдючив вращение и подачу бурового става "Вверх" разбуривают передовую скважину первой ступенью 2.

Причем крутящий момент на первую ступень 2 с лородоразрушающими элементами З.передается от приводной штанги 1 через вторую ступень 4, толкатели 13 и выступы 7. При этом подвижные поддерживающие кронштейны

11 с породоразрушающими элементами

5 находятся во втянутом положении, а тормозной ролик 8 обкатывается по стенке скважины подвижной частью 17 (фиг. 6).

После разбуривания первой ступенью 2 на высоту равную длине буровой штанги, не выключая вращения, включают подачу "Вниз". При этом тормозной ролик 8 проворачивается вокруг цанф таким образом, что по стенке скважины обкатывается частью

18 (фиг. 8). Длина опускания разбуривателя равна разности между длиной штанги и расстоянием от оси цапф ролика 8 до точки на породоразрушающем элементе 3, которой он касается стенки скважины.

После этого выключают вращение

1 и включают подачу "Верх" на величину хода, необходимую для поворота ролика 8,в положение, обеспечивающее касание стенки скважины средней частью 15 тормозного ролика 8 (фиг.5) 1089227

При этом первая ступ,.нь 2 оказывается заторможенной от вращения.

Включают вращение, обратное рабочему. Вторая ступень 4 поворачивается относительно неподвижной первой ступени 2. При этом шестерни

12, обкатываясь около зубчатого венца 6, проворачивают соединенные с ними подвижные поддерживающие крон10 штейны 11 с породоразрушающими элементами 5 до тех пор, пока кронштейны 11 не достигнут упоров 14, После этого включают подачу

"Вверх" на величину, необходимую для поворота ролика вокруг оси горизонl5 тальных цапф в положение, когда он касается стенки скважины средней частью 15 (фиг. 7). Затем включают вращение в рабочем направлении. Осуществляется процесс разбуривания

20 второй ступенью 4 с породораэрушающими элементами 5. При этом ролик 8 обкатывается по стенке скважины частью 17 (фиг. 6) °

После разбуривания, выключив вращение, включают подачу "Вниз™ на величину, необходимую для поворота ролика в положение, когда он касается стенки скважины средней частью

15 (фиг. 7).Включение вращения в рабочем направлении приводит к втягиванию кронштейнов 11 с породоразрушующими элементами 5 внутрь второй ступени 4.

При том же направлении вращения 35 включают подачу "Вверх" и цикл поцторяется.

Расширитель имеет следующие преимущества.

Во-первых, вторая ступень корпуса 40 буровой головки с подвижными поддерживающими кронштейнами, на которых установлены породоразрушающие элементы, стационарно установлены непосредственно под первой ступенью, что уменьшает габариты расширителя и, следовательно, облегчает транспортировку, монтаж и демонтаж его в подземных условиях. Это приводит к повышению производительности труда за счет сокращения времени íà транспортировку, монтаж и демонтаж расширителя.

Во-вторых, поскольку в момент забуривания первой ступенью подвижные поддерживающие кронштейны с породораэрушающими элементами второй ступени не выходят за габариты первой ступени, отпадает необходимость в фиксации второй ступени, что является обязательным для базового объекта. Это позволяет снизить непроизводительные затраты времени на фиксацию второй ступени в момент забуривания и увеличивает таким образом производительность труда.

В-третьих, предлагаемая конструкция может быть применена в тех случаях, когда требуется проходить восстающий, диаметр которого в нижней части больше, чем в верхней..

При такой схеме восстающего повышартся эффективность выпуска руды.

В-четвертых, данная конструкция позволяет осуществить крепление восстающего вслед за расширителем, так как расширитель с поворртными поддерживающими кронштейнами второй ступени, находящимися во втянутом положении, имеет габаритный диаметр меньший, чем диаметр расширенного восстающего.!

089227

1089227

Я-5

Риз. 4

t?

Ф

Ю

1У

1089227 Рие. 7

Составитель Л.Черепенкина

Редактор Е.Лушникова- Техред T,Ìàòî÷êà Корректор И.Эрдейи

°

Заказ 2889/28

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4