Расширитель Советский патент 1977 года по МПК E21B7/28 E21B10/28 

(54) РАСШИРИТЕЛЬ

Изобретение относится к проведению восстающих и наклонных подземных выработок способом механического бурения. Известен расширитель, содержащий основной, жестко соединенный с буровым ставом, и дополнительный корпуса с породоразруша ющими элементами. Цель изобретения - обеспечение возможности бурения скважины большого диаметра за один проход бурового става. Предлагаемый расширитепь отличается от известных тем, что он снабжен устройством для перемещения дополнительного корпуса в осевом направлении и фиксации его относительно основного корпуса. Устройство для перемещения дополнительного корпуса целесообразно выполнить в виде телескопических стаканов с размещенными в них пружинами. Устройство для фиксации дополнительного корпуса может быть выполнено в виде стопора с силовыми цилиндрами, возвратными пружина нами и Зацепами, входящими в пазы на Основном корпусе. На чертеже изображен предлагаемый расширитель, продольный разрез. Расширитель состоит из основного корпуса 1 с шарошками 2 (второй ступени), жестко соединенного с буровым ставом 3. На корпусе 1 при томоши шлиц 4 скользяще посажен дополнительный корпус 5 с шарошками 6 (первая ступень расширителя). Дополнительный подвижный корпус 5 снабжен фиксаторами 7, соединенными шарнирами 8 со штоками 9 сиповЬ1х цилиндров 1О. В цилиндрах 10 размещены пружины 11. Фиксаторы 7 имеют зацепы 12,входящие в проточку 13 на основном корпусе 1. Силовые цилиндры 1О и фиксаторы 7 закрыты чехлами 14. Подвижный KopTiyc 5 связан с корпусом ;1 пружинами 15, закрытыми стаканами 16 и 17, которые при сжатии пружин 15 телескопически складываются. Корпус 5 снабжен подвижными штоками 18, которые охватываются пружинами 15 и ограничивают хоц этих пружин при помощи гаек 19. Для подвода воздуха или жидкости к шарошкам расширителя служат каналы 2О-25, а для подвода воздуха или жидкости к цилиндрам 10 служат каиилы 26-29. С целью предотвраще}шя утечки воздуха (жидкости) при подаче в цилиндры 1О на корпусе 1 установлены уплотнительные кольца ЗО. Майжеты 31 предохраняют шлицы 4 от заштыбовки. Для передачи осевых усилий при разбури- вачии ствола к корпусу 5 на корпусе 1 имеется плоскость 32, на которую садятся фиксаторы 7. Для защиты поверхности скольжения корпуса 1 от шлама предусмотрен чехол 33, а для удаления скапливающегося бурового шлама в корпусе 1 выполнены проемы 34. Расширитель работает следующим образом При разбуривании первого кольцевого слоя 35 породы шарошками 6 фиксаторы 7 расположены так, что зацепы 12 находятся в проточке 13. Осевое усилие от бурового става 3 передается на корпус 1 и через плоскость 32 и фиксаторы 7 на корпус 5. Крутящий момент при этом передается от бурового става 3 на корпус 1 и посредством шлицевого соединения 4 к корпусу 5, Разбуривание слоя 35 породы производится до момента касания шарошек 2 поверхности забоя 36. Затем оператор производит отключение первой ступени расширителя и работает вторая стуЛень с шарошками 2. Момент начала совместной работы обеих ступеней расширителя оператор определяет по величине проходки или по величине потребляемой мощности вращателем, которая в этот момент ступенчато возрастает. Для переключения ступеней расширителя буровой став подается вниз и корпус 1 с ша рошками 2 отходит от забоя 36, а корпус 5 под воздействием пружин 15 скользит по шлицам 4 вверх относительно корпуса 1 и увпекает фиксаторы 7. Между плоскостью 32 и фиксаторами 7 образуется зазор, и зацепы 12 выходят из проточки 13. Далее оператор снимает давление сжатого воздуха в канале 2О. При этом падает давление в цилиндрах 10 и пружины 11 вы тапкивают поршни со штоками 9 в стороны от оси расширителя. Фиксаторы 7, соединенные со штоками 9, полностью выходят из контакта с корпусом, 1. Далее производится подъем бурового става .3 до контакта шарошек 2 с поверхностью забоя 36. Шарошки 6 при этом прижимаются к поверхности забоя только усилием, пружин 15. В результате этой операции происходит перемещение корпуса 5 вьиз относительно корпуса 1, и зацепы 12 фиксаторов 7 минуют зону проточки 13. Оператор подает сжатый воздух и производит разбуриваниё по верхности забоя 36 шарошками 2, представ- :. ляюшими вторую ступень расширителя. Осевое усилие и крутящий момент при ра боте второй ступени передается от бурового става 3 непосредственно на корпус 1. Разрушая поверхность забоя 36, шарошки 2 сближаются с шарошками 6, KQTODUS прижимаются к поверхности забоя пружинами 15. Работа второй ступени производится до тех пор, пока стаканы 17, закрепленные на корпусе 1, не соприкоснутся с корпусом 5., При этом снова начинается совместная работа двух ступеней расширителя и отключается вторая ступень. Для этого оператор .опускает буровой став вниз на глубину, равную проходке второй ступени. При этом шарошки 2 отходят от поверхности забоя 36, а подвижный корпус 5 скользит по шлицам 4 вверх относительно корпуса 1 под действием пружин 15. В крайнем раздвинутом положении корпусов расширителя штоки 18 гайками 19 упираются в корпус 1, при этом дальнейшее относительное перемещение прекращается. Канал 27 при этом занимает положение против канала 26, и сжатый воздух (жидкость) устремляется по каналам 28 и .29 в полости цилиндров 1О. Под действием сжатого воздуха поршни сжимают пружины 11 и толкают штоками 9 фиксаторы 7 к оси расширителя. Фиксаторы 7 упираются торцами в корпус 1 и их зацепы 12 устанавливаются против проточки 13. Затем оператор производит подъем бурового става. Шарошки 6 упираются в поверхность забоя 36, происходит относительное смешение корпусов 1 и 5, и зацепы 12 фиксаторов 7 входят в проточку 13. Фиксаторы 7 при этом опираются на плоскость 32, и случайный выход зацепов 12 из проточки 13 исключается. Расширитель принимает первоначальное оложение и производится разбуриваниё поерхности забоя шарошками 6. Цикл повтояется. Формула изобретения 1. Расширитель, содержащий основной, естко соединенный с буровым ставом, и ополнительный корпуса с породоразрушаюими элементами, отлич ающийся ем, что, с целью обеспечения возможности