Устройство для бурения шахтных стволов Советский патент 1983 года по МПК E21D1/06 

о о со

00 О)

Изобретение относится к горной промьш,шенности и может быть использовано при бурении шахтных стволов fe слабых обводненных песках способом, предполагающим наличие опережающей сква)шны для перепуска на нижний горизонт остаточных водопритоков из пересекаемых водоносных горизонтов.

Известна буровая машина для проходки неглубоких скважин большого диаметра, включающая невращающийся корпус, механизм подачи, вращатель, нижний опорный узрл с полой осью, ротор, вращающийся на этой оси и снабженный долотами, направляющую колонну с анкерным устройством Jjl .

Недостатками этой буровой машины являются ограниченная глубина проходки, необходимость установки анкера и влияние искривленности на-правляющей колонны на искривленност оси скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому стройству является устройство для бурения шахтных колодцев, включающее бур, установленный на направляющей колонне с возможностью перемещения вдоль нее, и расширитель .

Недостатком этого устройства является отклонение оси колодца от прямолинейности, связанное с искривлением направляющей колонны, что снижает эффективность процесса бурения и крепления колодца.

Целью изобретения является повЕтшение эффективности бурения путем уменьшения искривленности оси ствола.

Цель достигается тем, что устройство для бурения шахтных стволов, включающее бур, установленный на направляющей колонне с возможностью перемещения вдоль нее, и расширитель, снабжено муфтой сцепления, установленной между буром и расширителем, при этом муфта сцепления выполнена в виде лопаток, закрепленных на буре и на расширителе радиально навстречу одна другой, и эластичной резинометаллической камеры, коаксиально расположенной между лопаткс1ми и заполненной жидкостью.

На фиг. 1 изображено устройство для бурения шахтных стволов; на фиг. 2 - узел 1 фиг. 1; на фиг. 3 поперечный разрез муфты сцепления при совпадении осей направляющей колонны, бура и расширителя; на фиг, 4 - то же, при смещении осей направляющей колонны и бура относительно оси расширителя.

Устройство для бурения щахтных стволов (фиг. 1) установлено на металлоконструкции щита 1. Оно состоит из бура 2, расширителя 3, привода 4 и муфты,5 сцепления,

Расширитель 3 представляет собой отдельные, жестко связанные между собой наклонные плиты, оснащенные режущими элементами б и -снабженные люкazvш 7 для прохода разбуренной породы,

В собранном положении расширитель 3 подвешен на кронштейнах 8 к приводному колесу 9, установленному в направляющих 10 посредством шаровых опор 11,

Направляющие 10 жестко закреплены на металлоконструкции щита 1 и оснащены изолирующими устройствами (на фигурах не показано), препятствующими попаданию воды и породы в рабочую зону.

Верхняя часть колеса 9 выполнена зубчатой и взаимодействует с одной или несколькими (в зависимости от количества приводом) шестернями привода 4, -Привод шестерни осуществляется от гидродвигателя 12 через редуктор 13. На внутренней поверхности расширителя 3 (фиг,-1 и 2) закреплены стойки 14,

Бур 2 устройства состоит из сферической втулки 15 с шаровыми опорами. Эта втулка установлена в обойме 16, связанной с кронштейном 17 и режущей головкой 18, выполненной конической с центральным отверстием и оснащенной пазами 19, которые служат для пропуска разбуренной породы.

Кронштейны 17 и режущие головки 18 оснащены шаровыми опорами 20, взaимoдeйcтвyющи o с полками стойки 14. Между кронштейном 17 бура 2 и стойками 14 расширителя 3 расположена глуфта 5 сцепления, включающая лопатки 21, установленные на кронштейне 17, лопатки 22, установленные на стойке 14 и эластичную кольцевую камеру 23, заполненную жидкостью. Стенки-ЭТОЙ камеры выполнены из резины и армированы фигурными металлическими прутками. Попаанию отбитой породы во внутренние полости бура 2 препя-тствуют фартуки 24. Отгрузка размельченной горной ассы осуществляется гидротранспорт ом 25 по направляющей колонне 26. Р либрование стенок ствола произвоится копир-резцами 27,

Устройство работает следующим бразом.

По оси будущего ствола бурят опережающую скважину до пересечения ее с горизонтальной выработкой, Сква жина предназначена для перепуска на нижний горизонт остаточных водопритоков из пересекаемых водоносных горизонтой. По центру скважины опускают колонну 26,

Производят монтаж устройства на металлоконструкции щита 1 так, чтобы колонна 26 попала в центральное отверстие бура 2,

Гидродвигатель 12 привода 4 через редуктор 13 вращает расширитель 3. Вращающий момент от последнего передается буру 2 через муфту 5, лопатки 21 и 22 которой, связанные с буром 2 и расширителем 3, взаимодействуют с металлическими прутками камеры 23. Вращаясь, бур 2 и расширитель 3 разрушают породу. Реактивный момент, возникающий при вращении устройства, воспринимается вертикальными ребрами (на фигурах не показано), установленными на наружной поверхности металлоконструкции щита 1, взаимодействующими с породой стенок ствола. Осевую подачу устройства осуществляют с отталкиванием металлоконструкции щита 1 домкратами от ранее возведенной крепи ствола. Разбуренная обводненная

f

порода попадает через люки 7 к всасывающим отверстиям гидротранспорта 25 и удаляется из ствола.

Искривленность оси колонны 26 и возможное отклонение ее от оси опережающей скважины смещают бур 2, установленный с помощью подшипников втулки 15 на колонне 26, от оси буримого ствола. При отклонении оси бура 2 от оси ствола происходит односторонее сжатие лопатками 21 камеры 23 муфты 5. Благодаря эластичности камеры, заполненной жидкостью смещение бура 2 не смещает ось расширителя 3 и ось буримого ствола получается вертикальной к прямолинейно сти.

Применение предлагаемого устройства повышает эффективность бурения шахтного ствола, так как при бурении его с вертикальной и прямолинейной осью уменьшаются энергозатраты и увеличивается скорость бурения.

15

фигд

УСТРОЙСТВО ДЛЯ. БУРЕНИЯ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ, включающее бур, установленный на направляющей колонне с возможностью перемещения вдоль нее, и расширитель, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем уменьшения искривленности оси ствола, оно снабжено муфтой сцепления, установленной между бурок и расширителем, при этом муфта сцепления выполнена в виде лопаток, закрепленных на буре и на расширителе радиально навстречу одна другой, и эластичной резинометаллической камеры, коаксиально расположенной между лопатками и заполненной жидкостью.