Расширитель Советский патент 1990 года по МПК E21D3/00 

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

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей и упроще- ние эксплуатации.

На фиг. 1 показан расширитель при бурении восстающего,, продольный разрез; на фиг. 2 - го же, при подготовке к расширению; на фиг. 3 то же, при расширении восстающего.

Расширитель включает корпус, подвешенный на приводной штанге 1. Корпус выполнен из трех секций: верхней 2, средней 3 и нижней k, В секции 2 на шлицах 5 закреплена муфта 6 с подшипником 7 скольжения и с кулачками 8 На верхнем торце этой секции выполнено резьбовое гнездо 9. Средняя секция 3 соединена с верхней 2 посредством подшипника 10, выполнена полой и имеет наклонные плоскости 11 на наружной поверхности со сквозными продольными пазами 12 и центрирующий бурт 13. Нижняя секция k размещена в средней и охватывается ею, имеет внутри подшипник 14 скольжения, кулачки 15 и запорную крышку 16.

Расширитель имеет верхние кронштейны 17 с шарошками 18, закрепленные (сваркой, болтами) на верхней секции 2, дополнительные кронштейны 19 с овальными шарошками 20, шарнирно соединенные с верхней секцией и

5

5

-.

0 55

поджатые пружинными толкателями 21, а также консольные нижние кронштейны 22 с шарошками 23, установленные в поперечных гнездах 2k и в пазах 12 нижней секции А,

На кронштейнах 22 закреплены направляющие шайбы 25, расположенные снаружи наклонных плоскостей 11. К нижнему концу приводной штанги 1 прикреплена плита 26 с резьбовым хвостовиком. К верхнему и нижнему торцам плиты прикреплены кулачки 27 и 28 соответственно. На резьбовом хвостовике плиты установлена гайка 29, примыкающая к крышке 16. Приводная штанга и хвостовик плиты 26 установлены на подшипниках 7 и 14. На верхнем конце приводной штанги 1 установлена втулка 30, имеющая наружную резьбу 31. Втулка от проворота зафиксирована шлицами 32, а от осевого смещения - кольцом 33 сухарями 3 и крышкой 35.

Расширитель работает; следующим образом.

Вначале расширение передовой скважины производят шарошками 18 верхней секции 2. Расширение ведут на полную высоту восстающего. Напорное усилие и крутящий момент передают кулачками 8 через кулачки 27 муфты 6. Через шлицы 5 крутящий момент передается на верхнюю секцию 2, на кронштейны 17 и на шарошки 18. При бурении шарошки 20 кронштейнов 19 прижатые посредством

пружинных толкателей 21 к стенке восстающего, вращаются вместе с секцией 2 и перемещаются по стенке восстающего вверх. При этом нижняя секция 4 поджата через крышку 16 и гайку 29 приводной штангой 1 к средней секции 3 и находится в крайнем верхнем положении (фиг. 1).

После окончания расширения передовой скважины приводную штангу подают вниз. Шарошки 20, поворачиваясь вместе с кронштейнами 19 вокруг шарниров, расклиниваются в восстающем, фиксируя расширитель от перемещения вниз в осевом направлении Кулачки 8 выходят из зацепления с кулачками 27, а кулачки 28 входят в зацепление с кулачками 15 нижней секции . Вращая и подавая приводную штангу 1 вниз, производят забуривание шарошек 23 в стенку восстающего до тех пор, пока они не выдвинутся до заданного диаметра восстающего (фиг. 2). Выдвижение кронштейнов 22 с шарошками 23 происходит за счет перемещения шайб 25 по наклонным поверхностям 11 секции 3, зафиксированной от осевого перемещения вниз при помощи подшипника 10 и овальных шарошек 20, При этом напорное усилие через кронштйны 22, шайбы 25 и наклонные поверхности 11 передается верхней секции 2. Последняя, взаимодействуя с шарошками 20 кронштейнов 19, еще с большим усилием распирается в восстающем, фиксируя верхним корпус 2 от осевого перемещения вниз и от вращения.

Длина направляющих пазов 12 выбрана с таким расчетом, чтобы при перемещении кронштейнов 22 по пазам в крайнее нижнее положение резьба 31 свинтилась с резьбой 9 верхней секции 2, тем самым осуществив фиксацию верхней 2 и средней 3 секций между собой (фиг. 3). После этого расширитель, вращая, подают вниз, осуществляя расширение восстающего шарошками 23, а шарошки 20, вращающиеся вместе с секцией 2, разбуривают стенку восстающего до их выхода в восстающий, разбуренный шарошками 23, после чего расширение восстающего производят на полную его высоту до выхода шарошек 23 на нижележащий горизонт. Центрирующий бурт 13 обеспечивает стабилизацию расширителя при бурении вниз.

0

5

0

5

Расширитель можно использовать для образования местных уширений на разной высоте скважины. При этом диаметр уширения должен быть меньше максимально возможного диаметра выдвижения шарошек 23, поскольку перемещение кронштейнов 22 по пазам 12 в этом случае должно быть выполнено на длину, обеспечивающую возврат кронштейнов 22 в исходное положение, т.е. втулка 30 не должна свинтиться резьбой 31 с резьбой 9 верхней секции 2 корпуса расширителя.

В противном случае для возврата кронштейнов 22 в исходное положение нужно будет вращением в направлении, обратном направлению вращения при бурении, отсоединить втулку 30 от верхней секции 2, что может привести к самоотвинчиванию резьбовых соединений бурового става.

формула изобретения

Расширитель, включающий приводную штангу с плитой на ее нижнем конце и с втулкой на верхнем конце, размещенную в корпусе с возможностью

0 ограниченного осевого перемещения, верхние кронштейны с шарошками, закрепленные на корпусе, нижние кронштейны с шарошками, консольно установленные в поперечных гнездах корc пуса с возможностью выдвижения, и кулачки, прикрепленные к верхнему торцу плиты и к корпусу с возможностью взаимодействия в верхнем положении приводной штанги, о т л и ч а 0 ю Щ и и с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и упрощения эксплуатации, он снабжен дополнительными кронштейнами с овальными шарошками, дополнительны5 ми кулачками и шайбами, закрепленными на нижних кронштейнах, при этом корпус выполнен составным из верхней, средней и нижней секций, верхняя секция соединена со средней с возможно0 стью вращения и на ее верхнем торце выполнено резьбовое гнездо, средняя секция выполнена полой и на ее наружной поверхности выполнены наклонные плоскости со сквозными продольными

5 пазами, нижняя секция размещена внутри средней секции с возможностью осевого перемещения, верхние кронштейны пазмещены на верхней секции, поперечные гнезда выполнены в нижней секции, нижние кронштейны установлены в сквозных продольных пазах средней секции с возможностью взаимодействия шайб с наклонными плоскостями при осевом перемещении нижней секции, дополнительные кронштейны шарнирно соединены с верхней секцией и подпружинены, основные кулачки прикреплены к верхней секции корпуса, дополнительные кулач

ки - к нижнему торцу плигы и к нижней секции корпуса с возможностью их взаимодействия в нижнем положении приводной штанги, а втулка скреплена с приводной штангой и на ней выполнена резьба с возможностью взаимодействия с резьбовым гнездом верхней секции корпуса в нижнем положении приводной штанги.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения восстающих выработок. Цель - расширение эксплуатационных возможностей и упрощение эксплуатации. Корпус расширителя состоит из верхней секции (С) 2 с резьбовым гнездом 9 на верхнем торце, соединенной посредством подшипника 10 со средней С 3, имеющей на наружной поверхности наклонные плоскости 11 со сквозными продольными пазами 12, нижняя С 4 размещена внутри С 3 с возможностью осевого перемещения. Верхние кронштейны 17 с шарошками (Ш) 18 закреплены на С 2, дополнительные кронштейны 19 с овальными Ш 20 шарнирно соединены с С2 и подпружинены, нижние кронштейны 22 с Ш 23 и шайбами 25 консольно установлены в поперечных гнездах 24 С 4 и в сквозных продольных пазах С3. В корпусе с возможностью осевого перемещения размещена приводная штанга (ПШ) 1 с плитой 26 на нижнем ее конце. На верхнем конце ПШ 1 укреплена втулка 30 с резьбой 31. К верхнему и нижнему торцам плиты 26 прикреплены кулачки 27 и 28, взаимодействующие с кулачками 8 и 15, прикрепленными соответственно к С2 и С4. Расширение передовой скважины производят Ш 18 путем передачи С2 крутящего момента через кулачки 27 и 8 в верхнем положении ПШ 1. При этом Ш 20 обкатываются по стенке скважины. После окончания расширения ПШ 1 подают вниз, при этом кулачки 28 и 15 сцепляются, Ш 20 поворачиваются на шарнире и расклиниваются в стенке скважины, а С4 опускается, шайбы 25 скользят по наклонным плоскостям 11, выдвигая Ш 23. Для образования местного уширения вращают ПШ 1, при этом Ш 23 и Ш 20 разрушают боковую стенку скважины. Для расширения скважины на всю ее длину перед вращением расширителя производят ввинчивание втулки 30 в резьбовое гнездо 9. 3 ил.

35

Риг, 2

16 2314

Риг.З

18