Расширитель для бурения восстающих скважин Советский патент 1992 года по МПК E21D3/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для бурения восстающих выработок при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

На фиг.1 показано бурение восстающей скважины; на фиг.2 - затормаживание расширителя в восстающем при падении; на фир.З - извлечение расширителя из восстающего.

Расширитель для бурения восстающих скважин включает корпус 1 с шарошками 2, соединенную с корпусом 1 приводную штангу 3, установленные на корпусе 1 рычаги 4 с опорными шарошками 5, прикрепленный к нижнему торцу корпуса 1 стержень б с упором 7, на котором с возможностью осевого перемещения установлена втулка § с упорами, связанная пружинами 9 с-корпусом 1. Во втулке 8 установлена подшипниковая подвеска 10, связанная канатом 11 с дистанционно расположенной на нижележащем горизонте лебедкой 12.

В устье скважины канат 11 пропущен сквозь уплотнительную втулку 13 полка 4.

Под полком 14 установлены ограничители 15 и 16, между которыми размещен противовес 17с закрепленным на нем блочком 18. Второй блочок 19 крепится относительно кровли выработки. Через блочки 18 и 19 пропущен канат 11, При этом вес противовеса 17 превышает рабочее усилие пружин 9, а тяговое усилие лебедки 12 превышает вес противовеса 17.

Расширитель для бурения восстающих скважин работает следующим образом

Перед разбуриванием восстающего расширитель подают к пробуренной передовой скважине и соединяют приводной штангой 3 с буровым ставом. К подвеске 10 крепят канат 11 лебедки 12 и осуществляют забуривание, после чего под устьем восста(Л

С

vi

со

IV К)

о

ющего монтируют полок 14, а канат 11 уплотняют разъемной втулкой 13. Под полком устанавливают ограничители 15 и 16. соединенные между собой стойками, а между ог- раничителями 15 и 16 размещают противовес 17 с отклоняющим блочком 18. Блочок 19 крепят анкерными болтами к кровле выработки. Канат 11 пропускают через блочки 18 и 19 и проводят бурение восстающего.

При бурении восстающего расширитель посредством вращающего бурового става перэмещают вверх, проводя бурение шарошками 2. По мере бурения канат 11 свободно сматывается с расторможенной лебедки, перемещаясь по блочкам 18 и 19. Противовес 17 лежит на ограничителе 15, а втулка 8 за счет пружин 9 поджимает своими упорами рычаги 4 опорными шарошками 5 к стенке восстающего (фиг.1).

При обрыве бурового става расширитель, перемещаясь вниз, взаимодействует посредством опорных шарошек 5 со стенкой восстающего и распирается относитель- но нее (фиг.2). После свинчивания оставшегося в скважине бурового става с метчиком лебедкой 12 при помощи каната 11 и блочков 18 и 19 противовес 17 приподнимают над ограничителем 15 на высоту h. При этом обеспечивается минимальное натяжение каната 11, соединенного с подвеской 10, которое равно весу противовеса и является постоянным. Последнее условие необходимо для исключения динамических воздействий со стороны лебедки на расширитель при его опускании на нижележащий горизонт, что обусловлено ненадежностью соединения метчика с аварийной штангой (например, при косом изломе аварийной штанги глубина ввинчивания метчика в последнюю может оказаться недостаточной, поскольку зависит только от характера излома). Поэтому при опускании расширителя со стороны лебедки не допускаются рывки или ослабление натяжения каната. При рывках может произойти повторный обрыв по месту соединения метчика с аварийной штангой, а при ослаблении натяжения каната опорные шарошки 5 могут вступить в контакт со стенкой восстающего. Расширитель остановится, а метчик будет продолжать давить на аварийную штангу, которая при косом изломе начнет работать на изгиб, что приведет к нарушению соединения метчика с аварийной штангой.

После подъема лебедкой 12 противовеса 17 на высоту h над ограничителем 15 расширитель приподнимают, освобождая от контакта со стенкой восстающего опорные шарошки 5 Под действием веса противовеса 17 втулка 8 садится на упор 7, пружины 9 растягиваются, а рычаги 4 с опорными шарошками 5 опускаются (фиг.З). Буровым ставом (путем его наращивания) расширитель опускают на нижележащий горизонт. Одновременно вращением лебедки за счет наматывания каната 11 противовес 17 удерживают между ограничителями 15 и 16 на высоте h. Если скорость подачи расширите0 ля совпадает со скоростью перемещения каната 11 лебедкой 12 (оптимальный вариант), то h не меняется. При уменьшении h скорость перемещения каната 11 лебедкой 12 увеличивают, при увеличении h - уменьшают. В

5 процессе опускания расширителя противовес 17 не должен упираться в ограничители (при упоре противовеса 17 в ограничитель 15 натяжение каната 11 исчезнет и расширитель разопрется в восстающем, что может

0 привести к удару метчика по месту соединения с аварийной штангой; при упоре противовеса в ограничитель 16 натяжение каната станет зависимым от тягового усилия лебедки, что может привести к динамическому

5 рывку и повторному обрыву расширителя). Зазоры между противовесом 17 и ограничителями 15 и 16 желательно поддерживать лебедкой равными, что облегчит работу оператора лебедки в случае изменения скоро0 сти подачи расширителя в большую или меньшую сторону. Величина зазоров может выбираться экспериментально (например, при лабораторных испытаниях) и определяется скоростью реакции оператора лебедки

5 на изменение скорости опускания расширителя. Но зазор между противовесом и ограничителем 15 не должен быть слишком велик, так как он увеличивает тормозной путь при повторном обрыве расширителя.

0 По окончании опускания расширителя на нижележащий горизонт расширитель отсоединяют от бурового става, аварийную штангу извлекают из скважины и заменяют новой, после чего возобновляют бурение

5 восстающего.

Формула изобретения Расширитель для бурения восстающих скважин, включающий корпус с шарошками, рычаги с опорными шарошками, ус0 тановленные на корпусе, стержень, прикрепленный к нижнему торцу корпуса, подпружиненную втулку, установленную на стержне с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с рычагами, прд5 шипниковую подвеску, размещенную во втулке, лебедку, дистанционно расположенную на нижележащем горизонте, канат которой скреплен с подшипниковой опорой, и приводную штангу бурового состава, отличающийся тем, что с целью повышения

надежности работы за счет возможности улавливания расширителя при повторных обрывах бурового става и за счет снижения динамических нагрузок на расширитель от лебедки, он снабжен направляющими и

J

///Х/ / /Я /// (

12

Фие.Г

противовесом, соединенным с канатом.ле- бедки и установленным в направляющих с возможностью ограниченного перемещения по ним при натяжении и ослаблении каната.

Я

15

17

tflut.2

Использование: при разработке полезных ископаемых подземным способом. Сущность изобретения: расширитель содержит корпус, опорные шарошки и подвеску, соединенную канатом с дистанционно установленной лебедкой. На канате подвешен противовес. При обрыве става опорные шарошки распирают расширитель в скважине. Став свинчивают с метчиком. При спуске расширителя постоянное натяжение каната посредством противовеса обеспечивает снижение динамических нагрузок на расширитель. 3 ил.