Расширитель для бурения восстающих скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B7/28 

2. Расширитель по п. 1, о т л ичающийся тем, что 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 приспособления, и ось,установленную пер- . пендикулярно цапфам, на которой установлены верхняя и нижняя части ролика с возможностью их вращения, причем на внешней поверхности средней части ролика выполнены фиксаторы, установленные с возможностью их взаимодействия с опорой.

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.

Изобретение относится к горной промышленности, а более конкретно к устройствам для бурения восстанщих выработок,, и может быть использовано для бурения восстающих горных выработок большого диаметра за один проход бурового става с применением мощностей существукидего оборудования. Известен расширитель скважин, включающий приводную штангу, на кот рой установлены последовательно неподвижная и подвижная вдоль приводной штанги буровые головки разного диаметра. В этом расширителе подвиж ная буровая головка имеет распорные кронштейны с опорными элементами, контактирующими со стенкой скважины а устройство фиксации выполнено р виде винтовых полумуфт, закрепленны концентрично приводной штанге на об ращенных друг к другу торцах буровых; головок l . Этому расширителю присущи следую щие 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 конст рукцию. В-четвертых, процесс изготовления винтовых полумуфт имеет сложную технологию. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для бурения восстающих скважин, включающее 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 2J. Недостатки устройства следующие. Во-первых, пневмо-гидравлическая аппаратура выдвижения и втягивания подвижных поддерживающих кронштейнов с породоразрушающими элементами предполагает наличие различного рода цилиндров, клапанов, распределителей, датчиков, соединительных, трубопроводов, уплотнений и других элементов, что сильно усложняет конструкцию устройства. Во-вторых, так как необходимо располагать указанную аппаратуру непосредственно в корпусе буровой головки, то снижается надежность всей системы в целом. В-третьих, надежность системы снижается из-за колебания давления воздуха в пневматической сети шахты. Цель изобретения - повьш1ение надежности работы. Указанная цель достигается тем, что в расширителе для бурения восстающих скважин, включающем 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, первая ступень буровой головки установлена с возможностью поворота вокруг приводной штанги, нижнее основание которой выполнено в виде зубчатого венца, при этом он снабжена выступам и тормозным приспособлением, а ось кронштейна второй ступени установлена вертикально и снабжена шестерней, конически связанной с зубчатым венцом первой ступени, при этом корпус буровой головки имеет толкатели, установлен ные с возможностью взаимодействия с тормозным приспособлением, и упорами, установленными с возможностью взаимодействия с кронштейнамивторой ступени. Тормозное приспособление вьтолнено в виде опоры, на конце которой установлен сферический ролик, выполненный из трех частей, средняя часть которого имеет горизонтальные цапфы, шарнирно уста новленные в опоре тормозного приспособления и ось, установленную перпендикулярно цапфг м, и на которой установлены верхняя нижняя части ролика с возможностью их вращени Причем на внешней поверхности средней 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 разбуривании второй ступенью, на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 .- тормозное устройство, разрез; на фиг. 6 - положение тормозного ролика относительно стенки выработки при ходе расширителя вверх; на фиг. 7 - то же, пр застопаривании первой ступени корпуса, на фиг. 8 - то же, при ход расширителя вниз. Расширитель имеет приводную штан гу 1, на которой с возможностью поворота установлена первая ступень 2 корпуса с породоразрушающими элементами 3 и неподвижно установлена вторая ступень 4 корпуса с породоразрушающими элементами 5. Первая ступень 2 имеет зубчатый венец 6, выступы 7 и тормозное устройство, включающее ролик 8, раз мещенный на опоре 9. 274 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 из, трех частей. Средняя часть 15 горизонтальными цапфами 16 шарнирно установлена в опоре 9, а две другие части 17 и 18 установлены с возможностью 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. Включив вращение и подачу бурового става Вверх разбуривают передовую скважину первой ступенью 2. Причем крутящий момент на первую ступень 2 с породоразрущающими элементами 3 передается от приводной штанги 1 через вторую ступень 4, толкатели 13 и выступы 7. При этом подвижные поддерживающие кронштейны 11 с породоразрушакмдими 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 цапф 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 породоразруюающем элементе 3, которой он касатся стенки скважины. После этого выключают вращение включают подачу Верх на величину ода, необходимую для поворота роика 8. в положение, обеспечивающее асание стенки скважины средней астью 15 тормозного ролика 8 (фиг.5). При этом первая ступ, .нь 2 оказывает ся заторможенной от вращения. Включают вращение, обратное рабочему. Вторая ступень 4 поворачивается относительно неподвижной первой ступени 2. При этом шестерни 12, обкатываясь около зубчатого вен ца 6, проворачивают соединенные с ними подвижные поддерживающие кронштейны 11 с породоразрушающими элементами 5 до тех пор, пока кронштейны 11 не достигнут упоров 14. После этого включают подачу Вверх на Величину, необходимую дл поворота ролика вокруг оси г.оризон тапьных цапф в положение, когда он касается стенки скважины средней частью 15 (фиг. 7). Затем включают вращение в рабочем направлении. Осу ществляется процесс разбуривания второй ступенью 4 с породоразрушающими элементами 5. При этом ролик 8 обкатывается по стенке скважины частью 17 (фиг. 6). После разбуривания, выключив вра щение, 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 11с породораз руюующими элементами 5 внутрь второй ступени 4. При том же направлении вращения включают Ьодачу Вверх и цикл повт ряется. Расширитель имеет следуиядие преи мущества . Во-первых, вторая ступень корпус буровой головки с подвижными под,держивающими 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 сокращение времени на транспортировку, монтаж и демонтаж расширителя . Во-вторык, поскольку в момент забуривания первой ступенью подвижные поддерживающие кронштейны с породоразрушающими 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 повыша|ется эффективность выпуска руды. В-четвертых, данная конструкция позволяет осуществить крепление восстающего вслед за расширителем, так как расширитель с поворртными поддерживакнцими кронштейнами второй ступени, находящимися во втянутом положении, имеет габаритный диаметр меньший, чем диаметр расширенного восстающего.

12

1089227

X

Фиг. 2

. 4

у/////////////щ