ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2006 года по МПК E21B3/00 E21B19/86 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к горным машинам, предназначенным для бурения шпуров и скважин различного назначения. Среди них есть установки с телескопическим устройством узла подачи.

Буровые установки с телескопической конструкцией узла подачи и пневматическим или гидравлическим приводом широко используются в подземных горных выработках, поскольку дают возможность обеспечить необходимую величину подачи (раздвижки) при ограниченной высоте выработки.

Телескопическое устройство подачи состоит обычно из нескольких отрезков труб с гладкой поверхностью работающих либо цилиндров, либо поршней, либо тех и других одновременно. При этом радиальные зазоры между трубами и наличие эластичных уплотнений обеспечивают возможность взаимного перемещения труб и постоянную герметичность внутренней полости телескопа.

При подаче сжатого воздуха или жидкости в полость телескопа последний стремится раздвинуться, оказывая при этом давление на буровую машину и инструмент, без чего бурение невозможно. При этом противоположный конец телескопа через пяту врезается в почву горной выработки. Поперечные сечения телескопа обычно имеют круглую форму, которая технологична в изготовлении и позволяет использовать стандартные круговые уплотнения. Однако круглая форма поперечных сечений частей телескопа не позволяет непосредственно передавать реактивный крутящий момент от статора вращателя буровой машины к пяте и далее к почве. В связи с этим был разработан и применяется в конструкциях буровых установок ряд способов передачи реактивного момента на почву. При одном способе бурильщик, стоя на почве горной выработки, удерживает руками от вращения корпус бурильной машины при помощи специальных рукояток (см. приложение 1). Недостатками этого способа являются: повышение физической нагрузки на бурильщика, невозможность его перемещения в безопасную зону, трудность удержания установки при резком повышении крутящего момента. При другом способе на внешней поверхности труб телескопа выполняются продольные шлицы, через которые передается реактивный крутящий момент от бурильной машины к пяте.

Этот способ снимает нагрузку с бурильщика, однако шлицевая система в условиях шахтной грязи быстро изнашивается и выходит из строя. В целях преодоления указанных недостатков нами предлагается разместить внутри силового, герметично закрытого телескопа круглого поперечного сечения (см. приложение 2) второй телескоп, состоящий из труб некруглого сечения, например квадратного или прямоугольного, которые способны передавать реактивный крутящий момент на почву. В этом случае один из крайних элементов внутреннего телескопа соединен с бурильной машиной, а другой с пятой установки. Телескопическая буровая установка предлагаемого устройства изображена на фиг.1, 1a, 1b, 1с и фиг.2, 2а. На фиг.1. установка показана в рабочем положении, на фиг.1а-1с - разрезы по линии I-I, II-II, III-III на фиг.1, на фиг.2 - установка в транспортном положении, на фиг.2а - разрез по линии IV-IV. На фиг.1-1с обозначено: 1 - буровой инструмент, 2 - буровая машина, вращающая буровой инструмент в направлении, указанном стрелкой, 3, 4, 5, - поршни-цилиндры внешнего силового телескопа кругового поперечного сечения - см. разрезы I, II, III; уплотнения поршней - 7, пята - 6, ограничители движения поршней - 12 и 13, система управления силовым телескопом - 8, осуществляющая подачу сжатого воздуха или жидкости в телескоп и их выпуск, 9, 10, 11 - элементы внутреннего некруглого телескопа момента, 14, 15 - их ограничители.

Установка работает следующим образом. При подаче сжатого воздуха системой управления внутрь круглого телескопа давление его, действуя на поверхность бурильной машины 2, примыкающую к цилиндру 3, поднимает машину 2, вытягивая при помощи ограничителя 12 поршень-цилиндр 4, а затем ограничителем 13 - поршень 5. Одновременно ограничителями 14, 15 вытягиваются элементы внутреннего телескопа 10 и 11, а элемент 9 постоянно следует за машиной 2, с которой он соединен. Таким образом, установка оказывается в любой момент времени готовой к работе, не требуя постоянного участия бурильщика. После окончания бурения шпура подача сжатого воздуха к установке прекращается, внутренняя полость телескопа соединяется с атмосферой и под действием массы бурильной машины внешний и внутренний телескопы складываются, переводя установку в транспортное положение - см. фиг.2. При этом складывание внутреннего телескопа происходит при помощи его ограничителей, которые приводятся в движение элементами внешнего телескопа.

Работоспособность предлагаемой конструкции проверена экспериментально.

Изобретение относится к буровым установкам с телескопическим устройством системы подачи бурового инструмента, состоящим из поршней и цилиндров круглого поперечного сечения. Телескопические системы позволяют уменьшить высоту буровой установки и увеличить тем самым пространство между установкой и кровлей горной выработки, увеличивая тем самым допустимую длину бурового инструмента и глубину буримых шпуров. С целью повышения надежности и безопасности установки внутри телескопа подачи, состоящего из элементов круглого поперечного сечения, размещен телескоп, состоящий из элементов некруглого поперечного сечения, например квадратов, способных передавать крутящий момент. При этом крайние элементы внутреннего телескопа соединяются со статором бурильной машины и пятой установки, снабженной зубцами для передачи крутящего момента на почву горной выработки, а соответствующие элементы внутреннего и внешнего телескопов связаны друг с другом в осевом направлении ограничителями, обеспечивающими синхронность осевого перемещения обоих телескопов. 2 ил.

Телескопическая буровая установка, состоящая из бурильной машины, системы управления, узла подачи, включающего поршни-цилиндры круглого поперечного сечения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности установки, внутри телескопа подачи размещен телескоп передачи крутящего момента, состоящий из труб некруглого поперечного сечения, размеры которых предполагают возможность взаимного осевого перемещения совместно с элементами телескопа подачи, при этом крайние элементы внутреннего телескопа соединены соответственно с бурильной машиной и пятой установки.