Буровое устройство для проходки вертикальных выработок

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Социалистическим

Республик ()927952 (61) Дополнительное к аат. свид-ву (22)Заявлено 02.09 ° 80 (21) 2977 13/29-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)M. Кл.

Е 21 В 7/24 (Ъуударстаанный камнтвт

СССР ае делам нзобратеннй к втмрытнй

Опублнковано15.05.82. Бюллетень №18 (53) УД К 622. 24 (088. 8) Дата опубликования описания 15. 05. 82 (72) Авторы . изобретения

А.Р. Черненко и А.Г. Гирик

Научно-исследовательский горнорудный .институт (71) Заявитель

> (54) БУРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОХОДКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ

ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использсц вано ддя бурения вертикальных выработок большого диаметра.

Известно буровое гидромониторное устройство для проходки скважин, включающее коническое долото с цент.ральным опережающим соплом и концентрично расположенные сопла (1).

Недостатком этого бурового устройства является его высокая энергоемкость, затрачиваемая на принудительное вращение и подачу на забой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является буровое устройство, включающее корпус с конусным нижним торцом, установленный в нем ударный инструмент,,центратор и емкость, заполненную подвижной средой 72).

Недостатком этого бурового устройства является высокая энергоемкость, потребляемая на вращение и подачу

2 его на забой, сложность конструкции и низкая эффективность использования энергии отдачи гидроударников.

Целью изобретения является снижение энергоемкости бурения.

Поставленная цель достигается тем, что в буровом устройстве, включающем корпус с конусным нижним торцом, установленный в нем ударный инструмент, центратор и емкость, заполненную подвижной средой, емкость выполнена в виде кольцевой полости, установленной на корпусе, а центратор снабжен опорной коронкой, установленной на нем ниже ударного инструмента.

На фиг. 1 показано предлагаемое буровое устройство; на фиг. 2 - вид

А на фиг. 1.

Буровое устройство содержит корпус 1 с закрепленным на нижнем конусном торце ударным инструментом 2.

Верхний торец корпуса 1 представляет собой полую пневмо- или гидрораспре2 4 инструментами по плоскости забоя, а необходимое осевое усилие нажатия

50 формула изобретения

3 92795 делительную систему и подсоединен" нь>й к ней напорный трубопровод 4.На верхнем торце закреплена емкость 5, имеющая форму кольцевой полости и частично заполненная подвижной сре5 дой, например жидкостью. Ударный породоразрушающий инструмент 2 установлен под углом к плоскости забоя, причем вершина угла направлена противоположно перекатыванию корпуса, 0

По оси корпуса 1 расположен, цент. ратор 6 с закрепленной на нем опорной коронкой 7. Лезвия опорной корон. ки 7 выступают над лезвиями ударных инструментов 2.

t5

Устройство работает следующим об1разом.

Проходка вертикальной выработки производится сверху вниз. В предварительно пробуренную скважину 3 вставляют центратор 6 бурового устройства, при этом лезвия опорной коронки

7 упираются в породу около устья скважины и представляют собой опорную поверхность всего бурового устройства, но из-за большого диаметра бурового устройства по отношению к диаметру опорной коронки 7 неровной опорной поверхности и несбалансированности массы всей конструкции устройства он заваливается набок. При этом буровое устройство будет иметь уже две опорные поверхности на плоскости забоя вертикальной выработки: точечную - на лезвие опорной коронки и

«35 радиальные - на лезвие ударных инструментов 2, расположенных на нижнем конусном торце корпуса 1. По напорному трубопроводу > энергоноситель подают в распределительную систему 3 и даль4О ше - в ударный инструмент 2.

Ударный инструмент 2 работает по принципу работы отбойных молотков, т.е. только при нажатии на лезвие ударного инструмента во время его

45 контакта с плоскостью забоя. В процессе работы ударного инструмента 2 энергия отдачи его сообщает буровому устройству перекатывающееся сдвижение в противоположном направлении.

При этом жидкости, находящейся в кольцевой емкости 5, также сообщается кинематическая энергия, которая создает инерционную "бегущую волну".

Она представляет дополнительную силу, способствующую перекатыванию

55 бурового устройства и обеспечивает прижатие бурового инструмента 2 к плоскости забоя.

По мере разработки и опускания плоскости забоя уменьшается нагрузка по радиальной опорной линии,т>ри этом увеличивается нагрузка на точечную опорную поверхность кольцевой коронки 7. Это способствует эффективному разрушению породы,под кольцевой коронкой 7 и опусканию плоскости забоя под ней. При опускании плоскости забоя осуществляется нагрузка на радиальную опорную поверхность лезвий бурового инструмента 2. Такое чередование передачи усилии на опорные поверхности происходит в течение все. го процесса бурения. Оно способствует повышению эффективности бурения.

В данном случае вращение заменено перекатыванием корпуса 1 с ударными лезвий ударных инструментов на забой создается массой бурового устройства и усилием "волнового перемещения подвижной среды в кольцевой емкости 5.

Для достижения этой цели в предлагаемом буровом устройстве используется энергия отдачи ударных инструментов 2, получаемая в процессе бурения. Она сообщает корпусу 1 усилие для перекатывания его по плоскости забоя и "волновое" движение — подвижной среде, находящейся в кольцевой полости 5.

Корпус 1, перекатываясь по плоскости забоя, по очереди включает в работу контактирующие с породой ударные инструменты 2. Это позволяет концентрировать энергию удара только на лезвия этих ударных инструментов, а следовательно, и требует незначительного осевого усилия, т.е. в данном случае достаточно массы бурового устройства и "волнового" усилия подвижной среды в кольцевой емкости .

Использование энергии отдачи для привода предлагаемого бурового устройства позволяет снизить энергоемкость бурения, упростить конструкцию и его эксплуатацию. Отсутствие в этом устройстве привода для вращения и привода для подачи его на забой даст значительную экономическую эффективность.

Буровое устройство для проходки вертикальных выработок, включающее

927952

ВидА

ПИ Заказ 3193/41. ж 624 Подписное корпус с конусным нижним торцом, установленный в нем ударный инструмент, центратор и емкость, заполненную подвижной средой, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения энергоемкости бурения, емкость выполнена в виде кольцевой полости, установленной на корпусе, а центратор снабжен опорной коронкой, установленной на нем ниже ударного инстумента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Максимов B.È. и др. Новые спо- собы бурения скважин. Обзор. 11., "8113MC", 1971, с. 13, рис. 5.

2. Авторское свидетельство СССР

517693, кл. E 21 B 9/28, 1974

10 (прототип). иал ф1П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4