Способ разрушения крепкой горной породы Советский патент 1990 года по МПК E21B7/16 

(21)4251791/23-03

(22)23.04.87

(46) 15.03.90. Бюл. № 10 (72) А.Н. Попов

(53)622.24.085.4 (088.8)

(56) Борисович В.Т. и др. Бурение скважин большого диаметра.М.: Недра, 1977, с. 75-86.

Авторское свидетельство СССР № 129585, кл. Е 21 В 10/08, 1959.

(54)СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ КРЕПКОЙ ГОРНОЙ

погода

(57) Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения крепкой породы. Способ заключается в размещении на забое шаровых инденторов 1 и механическом воздействии на них перекатывающимся рабочим телом в виде гладкого катка 2С При перекатывании катка через индентор на породу 3 передается ударная нагрузка. Предлагаемый способ наиболее эффективно реализуется при реактивно- турбинном бурении. 1 ил.

Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения крепкой породы. Способ заключается в размещении на забое шаровых инденторов 1 и механическом воздействии на них перекатывающимся рабочим телом в виде гладкого катка 2. При перекатывании катка через индентор на породу 3 передается ударная нагрузка. Предлагаемый способ наиболее эффективно реализуется при реактивно-турбинном бурении. 1 ил.

$

СЈ

7// ///

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано преимущественно для бурения скважин большого диаметра и шахтных стволов в , крепких породах планетарными агрегатами, например реактивно-турбинными бурами.

Цель изобретения - повышение эфСледовательно, второе условие запишется как Е mgh.

Способ реализуется следующим образом.

На забой выработки помещают ин- денторы и прокатывают по ним каток так, чтобы он перекатывался через них При этом вследствие резких перемещефективности разрушения за счет увели- JQ нии катка в вертикальном направлении

происходят удары, которые через инден торы передаются на породу. Под действием ударов порода интенсивно разрушается. Разрушенную породу удаляют с поверхности забоя известными способами.

чения энергии ударных нагрузок.

На чертеже показаны индентор 1 в виде шара и рабочее тело 2 в виде гладкого катка, размещенные на поверхности 3 горной породы.

При перекатывании цилиндрического рабочего тела через индентор на породу передается ударная нагрузка. Для выполнения процесса перекатывания необходимо соблюдение двух условий.

Первое условие заключается в том, что индентор должен защемляться между рабочим телом и породой. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы угол о, определяемый из геометричес- ких размеров взаимодействующих тел, был меньше или равен предельному углу о/Пс .определяемому из условия равновесия этих тел, т.е.

cos

cU c

R-r arctg R+r

лр

fi+fg t-fff

f

где а( - угол расклинивания единичного индентора между породой и рабочим телом; - коэффициент трения между

индентором и рабочим телом; f% - коэффициент трения между

индентором и породой К - радиус катка; г - радиус индентора. Второе условие заключается в том, что кинетическая энергия Е рабочего тела должна быть достаточной для того, чтобы перекатываться через индентор, являющийся препятствием для движения. Эта энергия определяется работой, которую совершает рабочее тело при подъеме на высоту h, равную диаметру индентора, и может быть найдена по формуле

Е mgh,

где m - масса рабочего тела

g - ускорение свободного падения.

Следовательно, второе условие запишется как Е mgh.

Способ реализуется следующим образом.

На забой выработки помещают ин- денторы и прокатывают по ним каток так, чтобы он перекатывался через них. При этом вследствие резких перемещении катка в вертикальном направлении

5

0

5

0

5

0

5

0

5

происходят удары, которые через инден- торы передаются на породу. Под действием ударов порода интенсивно разрушается. Разрушенную породу удаляют с поверхности забоя известными способами.

Предложенный способ наиболее эффективно реализуется при бурении скважин большого диаметра и шахтных стволов планетарными бурами, например реактивно-турбинными агрегатами. Для осуществления такого бурения на забой выработки засыпают расчетное количество инденторов, например шариков определенного размера, рассчитанного с учетом размера рабочего тела. В качестве рабочего тела используют, например, шарошечные долота с изношенным вооружением, но еще работоспособными опорами шарошек. Долота приводят во вращение турбобурами, создают на них осевую нагрузку и одновременно вращают весь агрегат вокруг его продольной оси„ При планетарном движении долота шарошки равномерно рассеивают инденторы по забою, перекатываясь через них.

Преимущество предложенного способа заключается в том, что он простыми и дешевыми средствами обеспечивает эффективное разрушение твердых и крепких абразивных пород, что особенно важно при бурении скважин большого

диаметра, i

Формула изобретения

Способ разрушения крепкой горной породы, включающий размещение на забое шаровых инденторов и механическое воздействие на них перекатывающимся рабочим телом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения за счет увеличения энергии ударных нагрузок, механическое воздействие на шаровые инденторы осуществляют гладким катком.