Расширитель для бурения восстающих скважин Советский патент 1989 года по МПК E21D3/00 E21B7/28 

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проходке восстающих выработок большого диаметра.

Цель изобретения - повышение надежности работы расщирителя за счет исключения реверсивного вращения приводной щтанги.

На фиг. 1 изображен расширитель при бурении скважины щарощками первой ступени, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, при подготовке расщирителя к бурению шарошками второй ступени; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на ф.иг. 3; на фиг. 5 - расширите: ., при бурении скважины щарощками второй ступени, продольный разрез; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - вид Г на фиг. 6.

Расщиритель для бурения восстающих скважин содержит приводную щтангу 1, корпус 2, щарощки 3 первой ступени, шарошки 4 второй ступени, тормозной механизм (не показан), состоящий из роликов 5, установленных на осях 6 в опорах 7. Нижняя часть корпуса 2 выполнена в виде фланца 8, соединенного стойками 9 с остальной частью корпуса. По оси корпуса выполнено отверстие 10, в которое на подщип- никах 1 скольжения установлена приводная штанга 1, имеющая упорное кольцо 12 и подпружиненная относительно корпуса пружиной 13. Нижний конец щтанги 1 скреплен с зубчатым колесом 14. Шарошки 3 установлены в верхних кроштейнах 15, закрепленных на корпусе, а щарощки 4 - в нижних кронщтейнах 16. Кронщтейны, в свою очередь, установлены в корпусе на вертикальных поворотных осях 17. Верхние под- щипники 18 скольжения размещены в нижней части корпуса во фланце 8. Нижние кронштейны имеют возможность осевого перемещения и (например, при выполнении осей 17 шлицевыми) подпружинены пружиной 19. На фланце 8 выполнены упоры 20 для ограничения поворота кронщ1 сч)ОГ 16. Сверху кронштейнов на осях 17 закре:мены шестерни 21, имеющие выступы 22, взаимодействующие с фиксаторами 23 корпуса при повороте щестерен. Зубчатое колесо имеет кулачки 24, взаимодействующие с кулачками 25 корпуса. Опоры 7

имеют хвостовики 26, установленные в радиальных гнездах (не показаны) корпуса с небольшим зазором, обеспечивающим радиальное пере.мещение опор. Опоры подпружинены пружинами 27. Ролики 5 установлены на

„ 6 посредством подщипников 28 сколь- .-i-.i-HHH, допускающих осевое перемещение 1)и,:иков. На верхнем торце ролики имеют ,оья 29, а ответные зубья 30 выполнены , а опорах 7.

Расширитель для бурения восстающих

скважин работает следующим образом.

При бурении восстающих щарощками 3 первой ступени 4 напорное усилие и крутящий момент передают приводной штангой 1 на корпус 2 посредством находящихся в зацеплении кулачков 24 и 25, а

0 пружина 13 находится в сжатом состоянии (фиг. 1). Ролики 5 за счет трения, возникающего в результате их прижатия к стенке скважины пружинами 27, занимают крайнее нижнее положение и свобод5 но вращаются на осях 6 опор 7, а нижние кронштейны 16 с щарощками 4 второй ступени находятся между корпусом 2, стойками 9 и фланцем 8 во втянутом положении.

После окончания бурения восстающего

0 шарошками 3 первой ступени расширитель опускают на высоту щтанги, включают вращение приводной штанги 1 в том же направлении, что и при бурении, в результате чего под действием пружины 13 зубчатое колесо 14 входит в зацепление

5 с щестернями 21.

При опускании расщирителя торцовые кулачки 24 и 25 выходят из зацепления, а ролики 5 за счет трения между их поверхностями и стенкой скважины, возникающего в результате прижатия роликов прупружин 19 кронштейны 16 выходят из зацепления с упорами 20 и поворачиваются на осях 17, втягиваясь внутрь корпуса.

После этого бурение продолжают в ранее изложенной последовательности.

Формула изобретения

Расширитель для бурения восстаюш,их скважин, включающий приводную штангу, ра выступов 22 в фиксаторы 23 (фиг. 3 и 4). Ю корпус, верхние кронштейны с шарошками

жинами 27 к стенке, перемещаются в крайнее верхнее положение и входят в зацепление своими зубьями 29 с зубьями 30 опор 7, осуществляя фиксацию роликов от вращения относительно неподвижного корпуса 2 и тем самым затормаживая последний (фиг. 2). Вращение от приводной штанги 1 через зубчатое колесо 14 и шестерни 21 передается на оси 17 кронштейнов 16, кото- рце поворачиваются вместе с осями до упо

гчг ,, ОО i Л,, О т Л

После этого расширитель подают вверх. Под действием шарошек 4 второй ступени, упирающихся в забой, кронштейны 16 перемещаются вдоль щлицевых осей 17, сжимая

первой ступени, закрепленные на корпусе, нижние кронштейны с шарошками второй ступени, установленные посредством вертикальных осей на корпусе с возможностью

пружины 19, и выступы 22 выходят из за- ограниченного поворота до упоров на корцепления с фиксаторами 23. Выходят из зацепления и зубчатое колесо 14 с шестернями 21. Ролики 5, опускаясь вдоль осей 6, выводят из зацепления зубья 29 и 30, осуществляя растормаживание корпуса 2. Вращение от приводной щтанги 1 через ку- 20 лачки 24 и 25 передается на корпус 2, который, вращаясь, поворачивает кронштейны 16, заторможенные относительно забоя скважины шарошками 4. Повернувшись вокруг осей вращения, кронштейны 16 упи- 5 раются в упоры 20 фланца 8, после чего начинают бурение шарошками 4 второй ступени (фиг. 5, 6 и 7). При этом напорное усилие и крутящий момент передаются от приводной штанги 1 кулачками 24 и 25 и далее через стойки 9, фла- зо нец 8, упоры 20 непосредственно на кронштейны 16 с шарошками 4.

пусе, шестерни, закрепленные на вертикальных осях, зубчатое колесо и тормозной механизм в виде роликов, установленных на осях в опорах, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет исключения реверсивного вращения приводной штанги, приводная штанга размещена в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения и передачи крутящего момента корпусу в верхнем ее положении, подпружинена относительно корпуса и к ее нижнему концу прикреплено зубчатое колесо с возможностью взаимодействия с шестернями для их ограниченного поворота в нижнем положении приводной штанги, при этом нижние кронштейны установлены на корпусе с возможностью осевого перемещения, взаимодействия с упорами на корпусе для передачи крутящего момента в нижнем положении этих кронштейнов и подпружинены относительно корпуса, опоры роликов установлены в корпусе с возможностью радиального перемещения и подпружинены, а ролики установлены на осях с возможностью осевого перемещения и фиксации относительно опор в верхнем положении роликов.

После окончания бурения вращаюшийся в направлении бурения расширитель опускают и выводят из зацепления кулачки 24 и 25, зубчатое колесо 14 вводится в зацепление с шестернями 21, а зубья 29 - с зубьями 30, в результате чего корпус 2 тормозится относительно стенки скважины. Поднявшиеся вдоль осей 17 под действием

Расширитель для бурения восстаюш,их скважин, включающий приводную штангу, корпус, верхние кронштейны с шарошками

первой ступени, закрепленные на корпусе, нижние кронштейны с шарошками второй ступени, установленные посредством вертикальных осей на корпусе с возможностью

ограниченного поворота до упоров на кор05 о

5

пусе, шестерни, закрепленные на вертикальных осях, зубчатое колесо и тормозной механизм в виде роликов, установленных на осях в опорах, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет исключения реверсивного вращения приводной штанги, приводная штанга размещена в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения и передачи крутящего момента корпусу в верхнем ее положении, подпружинена относительно корпуса и к ее нижнему концу прикреплено зубчатое колесо с возможностью взаимодействия с шестернями для их ограниченного поворота в нижнем положении приводной штанги, при этом нижние кронштейны установлены на корпусе с возможностью осевого перемещения, взаимодействия с упорами на корпусе для передачи крутящего момента в нижнем положении этих кронштейнов и подпружинены относительно корпуса, опоры роликов установлены в корпусе с возможностью радиального перемещения и подпружинены, а ролики установлены на осях с возможностью осевого перемещения и фиксации относительно опор в верхнем положении роликов.

17

20

Изобретение относится к горной промети и м. б. использовано при проходке восстающих выработок большого диаметра. Цель изобретения - повышение надежности работы расширителя за счет исключения реверсивного врашения приводной штанги. Расширитель состоит из корпуса (К) 2, приводной штанги 1, тормозного механизма, верхних кронштейнов (КР) 15 с шарошками (Ш) 3 первой ступени и нижних КР 16 с Ш 4 второй ступени. При этом КР 15 закреплены на К 2 жестко, а КР 16 установлены на К 2 посредством вертикальных осей, 17 с возможностью поворота и осевого перемещения и подпружинены. На осях 17 закреплены шестерни 21. НА К 2 расположены упоры 20 и фиксаторы 23. Штанга 1 установлена в К 2, подпружинена, а к ее нижнему концу прикреплено зубчатое колесо 14. В верхнем положении щтанга 1 сцепляется с К 2, а в нижнем положении колесо 14 взаимодействует с шестернями 21. Ролики 5 тормозного механизма установлены на осях 6 в опорах 7. Последi (Л

Фие,2

2J

22

20

г77

815

Фиг.

Фиг.З

ВидБ 23 ;/

1 2

Фаг 5

IBZ

J820

22 2d

f 18,21 /v г

/// /

20 8