Устройство для бурения восстающих горных выработок Советский патент 1985 года по МПК E21D1/06 E21D3/00 

О5

ic

;о 00 го

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения в средних и крепких породах восстающих горных выработок различного назначения, соединяющих либо поверхность с горной выработкой, либо две выработки между собой.

Известно устройство Для бурения горных выработок, включающее расщиритель, установленный посредством переводника на буровой колонне с возможностью бурения способом сверху-вниз, вращатель и механизм подачи буровой колонны 1.

Недостаток этого устройства - низкая производительность из-за неудовлетворительной очистки забоя при прямой промывке.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для бурения восстающих горных выработок, включающее расщиритель, установленный посредством переводника на буровой колонне, вращатель и механизм подачи буровой колонны 2.

Недостаток известного устройства - йизкая производительность бурения вследствие небольщой скорости бурения.

Целью изобретения является повышение производительности посредствомувеличения скорости бурения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для бурення восстающих горных выработок, включающее расщиритель, установленный посредством переводника на буровой колонне, вращатель и механизм подачи буровой колонны, снабжено дополнительным расщирителем, подщипниковым узлом с верхней и нижней обоймами, блоками, охватываемыми канатами, и цепью с быстроразъемнЫми кольцами, при этом дополнительный расширитель установлен на буровой колонне навстречу основному с возможностью осевого перемещения, переводник имеет сквозные окна, в которых установлены блоки, один конец каждого каната скреплен с дополнительным расщирителем, а другой конец - с нижней обоймой подшипникового узла, установленного внутри буровой колонны, причем нижний конец цепи скреплен с верхней обоймой, а верхний конец цепи - с механизмом подачи буровой колонны.

Кроме того, дополнительный расширитель выполнен разъемным в диаметральной плоскости и снабжен узлами подвески.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из породоразрушающих инструментов 1, установленных на расширителе 2, соединенного переводником 3, снабженным блоками 4 с буровой колонной 5, состоящей из бурильных труб 6. На буровой колонне 5, со стороны, противоположной основному расширителю 2, установлен дополнительный расщнритель 7, с породоразрушающими инструментами 8. Расщиритель 7 связан с буровой колонной 5 щлицевым соединением 9 и имеет возможность осевого перемещения по ней. Кроме этого, дополнительный расщиритель 7 соединен канатами 10 через блоки 4 с вращающейся нижней обоймой 11 упорного подшипникового узла 12, а невращаю щаяся верхняя обойма 13 подщипникового узла 12 соединена с цепью 14, состоящей из быстроразъемных колец 15 типа карабинов. Цепь 14 соединена также с тросом 16, пропущенным через талевую систему

j 17 механизма 18 подачи буровой колонны. Механизм 18 подачи установлен на раме 19 и входит в состав бурового агрегата 20, включающего также вращатель 21 и труборазворот 22.

Кроме этого, для крепления расщири0 теля 7 к раме 19 имеются узлы подвески 23.

В горной выработке 24 и рядом с устьем 25 скважины 26 установлены буровые насосы 27 со щлангами 28 для подачи жидкости на забой.

Буровая колонна 5 расположена в пилот-скважине 29. Дополнительный расширитель 7 выполнен разъемным в диаметральной плоскости и состоит из двух частей, соединенных болтами 30 между собой, что

Q обеспечивает сдвигание и раздвигание частей расширителя 7. Перед началом бурения пилот-скважины 29 расширитель 7 раздвинут и закреплен узлами подвески 23 к раме 19.)

В стенках переводника 3 выполнены окна 31, в которых установлены блоки 4, в расширителе 7 - пазы 32 для взаимодействия со щлицами 9, а в расширителе 2 - каналы 33.

Устройство для бурения восстающих горных выработок работает следующим обра0 зом.

Сначала бурят пилот-скважину 29 сверху вниз. Бурение производят с помощью щарощечного долота (не показан) соединенного с буровой колонной 5. В процессе наращивания труб 6 совмещают щлицы 9 так, чтобы они располагались в одной плоскости. После того, как пилот-скважина 29 пробурена до пересечения с горной выработкой 24, буровую колонну 5 на тросе 16 механизма 18 подачи опускают частично в горную выработку 24 и, закрепив во вращателе 21, поддерживают над расширителем 1, предварительно установленным в выработке 24. Отсоединяют от колонны 5 шарошечное долото и к расширителю 1 присоединяют переводник 3 с блоками 4. Затем в зазор

5 между стенками пилот-скважины 29 и буровой колонной 5 опускают канаты 10 расширителя 7, расположенного над устьем 25 скважины 26. После того, как канаты 10 войдут в выработку 24, их пропускают через блоки 4 и соединяют с вражающейся обоймой 11 подшипникового узла 12. Потом в колонну 5 опускают цепь 14 с помощью троса 16 механизма 18 подачи, состоящую из быстроразъемных колец 15, и после того, как цепь 14 выйдет с другой стороны колонны 5, ее присоединяют к невращающейся обойме 13 подшипникового узла 12. Затем, соединив колонну 5 (например с помощью хомута, зажима закрепленного внутри колонны 5) с цепью 14 колонну 5 опускают на тросе 16 вниз и соединяют ее с переводником 3 расширителя 2. Устанавливают расширитель 2 на почву выработки 24. Затем, отсоединив цепь 14 от троса 16 механизма 18 подачи, присоединяют трос 16 к расширителю 7 и, разъединив узлы подвески 23, опускают расширитель 7 по колонне бурильных труб 5 на устье пилот-скважины 29. Устанавливают пазы 32 расширителя 7 против шлицов 9 труб 6 и сдвигают обе половины расширителя 7 болтами 30. Присоединяют трос 16 к цепи 14, удаляют хомут-зажим с помощью троса 16, создают усилие через цепь 14, подшипниковый узел 12, канаты 10 и блоки 4 на расширителе 7 и 2. При этом расширитель 7 остается на места, а колонна бурильных труб 5 вместе с расширителем 2 перемещается вверх до соприкосновения расширителя 2 с кровлей выработки 24. Затем включают вращатель 21 бурового агрегата 20 и создают вращение колонны 5, которое передается расширителю 2 через переводник 3, и расширителю 7 - через шлицы 9 на колонне 5 и пазы 32. Начинают расширение пилот-скважины 29, в процессе которого цепь 14 с невращающейся обоймой 13 подшипникового узла 12 остается неподвижной (не вращается), а буровая колонна 5, расширители 2 и 7, канаты 10, блоки 4 и обойма 11 подшипникового узла 12 вращаются. При бурении расширитель 7 перемещается вниз по шлицам 9 буровой колонны 5 навстречу расширителю 2. Таким образом осуществляется расщирение пилот-скважины 29 как в обратном, так и прямом направлении. Орошение забоев и охлаждение инструментов 1 и 8 осуществляют с помощью жидкости, подаваемой по щлангам 28 насосами 27 в скважину 26, шлам при этом удаляется из верхней части скважины 26 вниз по зазору между бурильными трубами 6 и стенками пилот-скважины 29, а также через каналы 33 расширителя 2. Внизу шлам загружают в вагонетки и вывозят на поверхность.

В процессе бурения расширители 2 и 7 движутся навстречу друг другу, а буровая колонна 5 перемещается вверх. После того, как над вращателем 21 окажется труба 6, колонну 5 зажимают во вращателе, а трубу 6 с помощью труборазворота 22 отвинчивают и приподнимают. Затем отсоединяют часть цепи 14, находящейся внутри трубы 6, при этом остальную часть цепи 14 фиксируют (например с помощью вилки, продеваемой в кольцо 15 и устанавливаемой на торец колонны 5) относительно колонны 5. Часть цепи 14 вместе с трубой 6 отводят в сторону с помощью труборазворота 22 и устанавливают на раму 19. После этого соединяют цепь 14 с тросом 16 механизма 18 подачи и продолжают расщирение пилот-скважины 29. Далее цикл повторяют.

В процессе бурения, когда расщиритель 7 дойдет до упоров, (не показаны) расположенных над блоками 4,- его работа по расширению пилот-скважины 29 прекращаетсд, а оставшуюся по длине часть скважины 29, равную расстоянию от расширителя 1 до блоков 4, разбуривает расширитель 1.

Применение предлагаемого устройства, в котором основной и дополнительный расширители установлены на буровой колонне навстречу друг другу, позволит увеличить производительность работ за счет одновременного расширения пилот-скважины сверху вниз и снизу вверх.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ВОССТАЮЩИХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающее расширитель, установленный посредством переводни; а на буровой колонне, враш,атель и механизм подачи буровой колонны, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности бурения , оно снабжено дополнительным расширителем, подшипниковым узлом с верхней и нижней обоймами, блоками, охватываемыми канатами, и цепью с быстроразъемными кольцами, при этом дополнительный расширитель установлен на буровой колонне навстречу основному с возможностью осевого перемешения, переводник имеет сквозные окна, в которых установлены блоки, один конец каждого каната скреплен с дополнительным расширителем, а другой конец - с нижней обоймой подшипникового узла, установленного внутри буровой колонHU, причем нижний конец цепи скреплен с верхней обоймой, а верхний конец цепи - с механизмом подачи буровой колонны. I 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный расширитель выполнен (Я разъемным в диаметральной плоскости и снабжен узлами подвески.