Устройство для скоростного бурения нисходящих скважин в угольных пластах Советский патент 1991 года по МПК E21B10/00 

Изобретение относится к машинам для угольной промышленности и может быть использовано для бурения нисходящих дегазационных и других скважин на крутых угольных пластах, характеризующихся малой механической прочностью.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса бурения путем снижения энергозатрат и пылеобразования.

На чертеже представлено устройство для бурения нисходящих скважин.

Устройство включает выполненную в форме усеченного конуса невращающуюся буровую головку, состоящую из жестко связанных между собой нижней 1 и верхней 2 секций, невращающийся буровой став 3 с турбинным колесом 4, ножи 5, закрепленные на буровой головке, коллектор 6, углепровод 7 и механизм подачи бурового става (не показан).

Нижняя секция 1 буровой головки выполнена эластичной и имеет куполообразное обращенное к забою основание 8, в центре которого выполнено отверстие 9. На куполообразном основании 8 в отверстиях 10 закреплены концентрически размещенные зубки 11, а также выполнены прорези 12, повышающие эластичность основания. В конусной части секции 1 имеются отверстия 13. Секция 2 буровой головки закреплена с возможностью ограниченного осевого перемещения на буровом ставе 3 и имеет выступы, к которым на осях присоединены ножи 5, выполненные в виде рычаО

о

CJ

о

гов. Рычаги шарнирно закреплены на секции 2 и установлены с возможностью взаимодействия нижними породоразруша- ющими концами 14 с секцией 1 буровой головки, а верхними концами 15 - с упором 16 на буровом ставе 3. На конце бурового става, выходящем в полость буровой головки, закреплено с возможностью вращения турбинное колесо 4 с соплами 17. Сопла 17 установлены в одну сторону и направлены на основание 8 нижней секции 1 буровой головки. Турбинное колесо А гидравлически связано с буровым ставом 3, который выполнен полым.

Коллектор б выполнен эластичным в форме полого купола, со стороны основания прикреплен к нижним концам струговых ножей 5, а верхняя сторона закреплена на упоре 16, выполненном в форме фланца с патрубком 18 для присоединения углепровода 7.

Устройство работает следующим образом.

Энергоноситель (сжатый воздух) поступает через буровой став 3 в турбинное колесо 4 и, вырываясь из сопел 17 струями, реактивной силой вращает турбинное колесо 4, ударяет в куполообразное основание эластичной секции 1 буровой головки, растягивая ее пропорционально давлению энергоносителя, и образует на поверхности основания 8 по его диаметру вращающуюся волну, подавая зубки 11, расположенные на ее гребне, на забой разрушая его, Таким образом, куполообразное основание буровой головки работает как волновая шарошка.

Частота вращения волны, равная частоте вращения турбинного колеса 4, пропорциональна давлению энергоносителя и углу наклона сопел 17. За один оборот волны зубки 11 дважды подаются на забой.

Во время рабочего хода буровой головки верхние концы 15 ножей 5 фиксируются упором 16, а нижние концы 14 опираются на целики угля. Ножи 5 имеют малый угол резания, воспринимают усилие подачи и исключают заклинивание буровой головки в скважине.

Отработанный воздух уходит из буровой головки через центральное 9 и боковые 13 отверстия, удаляя буровую мелочь мз забоя скважины.

От избыточного давления воздуха в коллекторе 6 его корпус прижимается к стенкам скважины, что предотвращает большие утечки воздуха из забоя скважины и обеспечивает транспортирование буровой мелочичерез коллектор и углепровод 7. Углепровод выполнен в форме гибкого трубопровода (капроновая ткань, армированная резиной). Подачу буровбй головки на забой скважины и извлечение ее из скважины осуществляют

механизмом подачи, расположенным на штреке, и буровым ставом 3, к нижнему концу которого крепится буровая головка.

Формула изобретения

Устройство для скоростного бурения нисходящих скважин в угольных пластах, включающее полый буровой став, буровую головку с симметрично закрепленными на ней струговыми ножами и упрром для верхних концов ножей, состоящую из верхней соосной с буровым ставом секции и связанной с верхней нижней секции с эластичным куполообразным, в форме усеченного конуса, обращенным к забою основанием с концентрически размещенными на нем зубками и радиально расположенными между зубками отверстиями, размещенное в.по- лости буровой головки турбинное колесо с наклонно установленными и направленными на основание соплами, закрепленное с возможностью вращения на конце бурового става, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса бурения путем снижения энергозатра г и пылеобразования, оно снабжено эластичным коллектором и углепроводом, закрепленным на буровом ставе, причем коллектор выполнен в форме купола, закрепленного на упоре верхних концов ножей, открытое

основание которого закреплено на внешней стороне нижних концов струговых ножей, при этом упор выполнен в виде фланца с патрубком, а углепровод закреплен на патрубке.

11

Изобретение относится к машинам для угольной промышленности и м.б. использовано для бурения нисходящих дегазационных и других скважин. Цель - повышение эффективности процесса бурения путем снижения энергозатрат и пылеобразования. Для этого на буровом ставе 3 закреплены пластичный коллектор 6 и углепровод 7. Коллектор 6 выполнен в форме купола, закрепленного на упоре верхних концов струговых ножей 5, открытое основание которого закреплено на внешней стороне нижних концов ножей 5. Став 3 имеет упор 16, выполненный в виде фланца с патрубком 18 для присоединения углепровода 7. От избыточного давления воздуха в коллекторе 6 его корпус прижимается к стенкам скважины, что предотвращает большие утечки воздуха из забоя скважины и обеспечивает транспортирование буровой мелочи через коллектор 6 и углепровод. Подачу буровой головки на забой скважины и извлечение ее из скважины осуществляют механизмом подачи и ставом 3, к нижнему концу которого крепится буровая головка. 1 ил.