Устройство для образования горизонтальных дрен Советский патент 1992 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть использовано при сооружении дрен и коммуникаций методом продавливания.

Известно устройство для бурения скважин, состоящее из бурового става с бурильной головкой, колонны обсадных труб, вращательно-подающего механизма, включающего два гидродомкрата подачи, штоки которых соединены между собой зажимными патронами, оснащенными упругими эле-; ментами с нажимными буксами, и полый шпиндель.

Недостатками вышеуказанного устройства являются наличие значительных нагрузок на буровой став и обсадные трубы,

возникающих под воздействием осевых усилий гидродомкратов, что может привести к их поломке или существенному увели- чению массы, а также небольшая производительность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для бурения скважин, включающее раму, на которой размещены механизм подачи, выполненный в виде двух расположенных параллельно продольной оси установки гидроцилиндров, штоки которых соединены между собой нажимной траверсой с осевым центральным каналом для размещения в нем хвостовика буровой штанги с расположенным на его

xj

ел

i

кэ

VJ

со

-а

конце породоразрушающим инструментом, и механизм вращения бурового инструмента с расположенным на продольной оси устройства полым шпинделем, а также привод с клиновой передачей и фрикционной муфтой.

Известное устройство характеризуется сложностью конструкции, низкой надежностью в работе и производительностью из-за наличия двух отдельных механизмов - подачи и вращения, выход одного из которых из строя может привести к значительным потерям рабочего времени.

Целью изобретения является повышение надежности работы при одновременном повышении производительности работ по прокладке дренажных труб за счет сокращения затрат времени на вспомогательные операции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для образования горизонтальных дрен, включающем раму с закрепленными на ней направляющими, подающий механизм в виде расположенных параллельно продольной оси устройства гидроцилиндров, штоки которых соединены между собой нажимной траверсой с осевым центральным каналом для размещения буровой штанги, и механизм для вращения буровой штанги с расположенным по продольной оси устройства полым шпинделем, механизм для вращения буровой штанги выпол- нен в виде размещенного коаксиально внутри шпинделя вала с расположенной на его поверхности вращения по винтовой линии канавкой и с расположенным на его переднем торце гнездом для размещения хвостовика буровой штанги, а жестко соединенный с направляющими рамы полый шпиндель оснащен упорами, расположенными на его внутренней боковой поверхности по винтовой линии для размещения в винтовой канавке вала, при этом нажимная траверса выполнена с расположенным по продольной оси на ее переднем торце направляющим выступом для размещения дренажной трубы и опорным буртом для передачи осевого усилия на последнюю, а вал своим передним концом установлен с возможностью вращения в центральном канале нажимной траверсы и с возможностью продольного перемещения внутри шпинделя.

На ф1тг 1 показано устройство в исходном положении общий вид; на фиг. 2 - то же, в процессе образования дрены; на фиг. 3 - то же, после образования дрены и установки секции дренажной трубы; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг 1; на фиг 5 - разрез Б-Б на фиг 1

Устройство для образования горизонтальных дрен включает механизм вращения, размещенный на раме 1 с направляющими 2, 3 и упорами 4, а также

буровую головку 5, буровую штангу 6 и дренажную трубу 7, соединенные между собой посредством резьбовых соединений.

Механизм вращения состоит из установленных параллельно продольной оси устройства в упорах 4 рамы 1 гидроцилиндров 8, штоки 9 которых посредством винтов 10 соединены с нажимной траверсой 1J, выполненной с осевым центральным каналом 12, направляющим выступом 13 и опорным

буртом 14.

В направляющих 2 жестко закреплен полый шпиндель 15, во внутренней полости которого по винтовой линии размещены упоры 16 в виде винтов и с возможностью

продольного перемещения и вращения относительно горизонтальной оси вал 17, на поверхности вращения которого выполнена по винтовой линии канавка 18 трапецеидальной формы и передний конец которого

установлен в центральном канале 12 нажимной траверсы 11 посредством крышки 19.

Устройство для образования горизонтальных дрен работает следующим образом.

Перед сооружением дрены в центральном канале 12 нажимной траверсы 11, в отверстии направляющей 3 и на направляющем выступе 13 нажимной траверсы 11 устанавливается буровая штанга б с буровой головкой 5 и секцией дренажной трубы 7 с фиксацией хвостовика буровой штанги 6 в ответном гнезде квадратного сечения вала 17 (фиг. 1).

Путем подачи жидкости в поршневую

полость гидроцилиндров 8 производят вы- движку штоков 9 с нажимной траверсой 11 до распора опорного бурта 14 в задний конец секции дренажной трубы 7 (фиг. 2). При дальнейшей выдвижке штоков 9 с нажимной

траверсой 11 осевое усилие гидроцилиндров 8 передается на вал 17, закрепленный в нажимной траверсе 11. При этом одна из боковых поверхностей канавки 18 трапецеидальной формы распирается в упоры 16

неподвижно закрепленного в направляющих 2 полого шпинделя 15 и начинает проворачивать вал 17, который передает вращение на буровую штангу 6, бурильную головку 5 и дренажную трубу 7, т.е. происходит разложение усилий гидроцилиндров 8 на составляющие, одна из которых направлена на продольное перемещение, а другая - на вращение бурового инструмента и внедрение его в горный массив, что позволяет уменьшить нагрузку на буровой инструмент (фиг. 2).

После внедрения бурового инструмента в горный массив на длину буровой штанги 6 и дренажной трубы 7 в штоковую полость гидроцилиндров 8 подают рабочую жидкость. При этом Штоки 9 гидроцилиндров 8, сокращаясь, посредством нажимной траверсы 11 воздействуют на вал 17с канавкой 18 трапецеидальной формы, которая, контактируя другой своей поверхностью с упорами 16, вращает вал 17 и возвращает его в исходное положение (фиг. 3).

Затем в центральный канал 12 устанавливают следующую секцию буровой штанги 6 и соединяют ее С валом 17, а на направляющий выступ 13 и в отверстии направляющей 3 размещают очередную секцию дренажной трубы 7, и цикл повторяется (фиг. 3). При этом нагрузку на буровой инструмент и его Ъращенке можно регулировать не только мощностью гидроцилиндров 8, а и путем подбора диаметров полого шпинделя 15, вала 17 и шагом винтовой канавки 18 трапецеидальной формы.

Выполнение в устройстве для образования горизонтальных дрен механизма вращения в виде винтовой пары, соединенной со штоками гидроцилиндров подачи, позволяет значительно повысить надежность работы устройства и его производительность за счет совмещения операций по сооружению дрены и креплению ее дренажными трубами, а также значительно увеличить длину сооружаемой дрены за один цикл за счет наличия вала с канавкой трапецеидальной формы.

Кроме того, при сооружении дрен в горных породах небольшой крепости можно использовать только осевое усилие гидроцилиндров подачи путем снятия упоров с полого шпинделя.

Формула изобретения

1. Устройство для образования горизонтальных дрен, включающее раму с закрепленными на ней направляющими, подающий механизм в виде расположенных параллельно продольной оси устройства гидроцилиндров, штоки которых соединены

между собой нажимной траверсой с осевым центральным каналом для размещения буровой штанги с расположенным на ее переднем конце породоразрушающим инструментом, и механизм для вращения

буровой штанги с расположенным по продольной оси устройства полым шпинделем, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его работы при одновременном повышении производительности работ по прокладке дренажных труб за счет сокращения затрат времени на вспомогательные операции, механизм для вращения буровой штанги выполнен в виде размещенного коаксиально внутри шпинделя вала с расположенной на его боковой поверхности по винтовой линии канавкой и с расположенным на его переднем торце гнездом для размещения хвостовика буровой штанги, а шпиндель выполнен с закрепленными на его внутренней боковой поверхности и расположенными яо винтовой линии упорами для размещения в винтовой канавке вала и жестко соединен с направляющими рамы, при этом нажимная

траверса выполнена с расположенным на ее переднем торце по продольной оси устройства направляющим выступом для размещения дренажной трубы и с опорным буртом для передачи осевого усилия на дренажную трубу, а вал своим передним концом расположен в центральном канале нажимной траверсы и установлен с возможностью вращения относительно нажимной траверсы и продольного перемещения внутри шпинделя.

2. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что канавка в поперечном сечении имеет трапецеидальную форму.

уч-yj

Сущность изобретения: устройство содержит раму, подающий механизм с нажимной траверсой и механизм для вращения буровой штанги с полым шпинделем и с валом. Вал расположен коаксиально внутри шпинделя. На боковой поверхности вала расположена винтовая канавка. На переднем торце вала имеется гнездо для размещения хвостовика буровой штанги. На внутренней боковой поверхности шпинделя по винтовой линии закреплены упоры Шпиндель жестко соединен с направляющими рамы. Нажимная траверса имеет направляющий выступ для размещения дренажной трубы и опорный бурт для передачи осевого усилия. Передний конец вала размещен в центральном канале нажимной траверсы. Вал установлен с возможностью вращения относительно нажимной траверсы и продольного перемещения внутри шпинделя. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. со с

IT

«VI 5)

S

91 2 9 U 81 6 61 I Ј и

2 гпф

9 i S

4

сшэа

Л

Фиг.1

фиг.5