Коронка-расширитель для направленного бурения Советский патент 1980 года по МПК E21C17/00 

(54) КОРОНКА-РАСШИРПТЕЛЬ ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

1

Изобретение относится к горной промышленности, а более конкретно к коронкам-расширителям для направляющего бурения.

По основному авт. св. № 341938 известна коронка-расширитель для направляюшего бурения скважин, включающая лучи с резцами, приводиой вал, опорный фонарь и расширяющие шарошки, укрепленные по концам резцедержателя, который шарнирноСвязан с помощью промежуточных звеньев с лучами коронки и размещен между опорным фонарем и коронкой 1.

Недостатком известной коронки-расширителя является то, что в процессе вращения расширяющие щарошки совместно с резцедержателем и промежуточными звеньями при принятии вертикального положения (дважды за один оборот) под действием собственной массы отклоняются к почве пласта, в результате чего происходит несимметричное расширение пилот-скважин в вертикальной плоскости. При этом коронка-расширитель в целом полностью копирует гипсометрию почвы пласта по линии контакта уголь-порода и вызывает излишние изгибы бурового става и пробуренной скважины.

Целью изобретения является обеспечение симметричности расположения отклоняющих и расширяющих шарошек относительно оси коронки при разрушении однородной горной массы и ограничение искривления скважины по гипсометрии пласта.

Эта цель достигается тем, что резцедержатель через промежуточные звенья дополнительно кинематически связан с приводным валом при помощи регулируемых уравновешенных пружин.

На фиг. 1 изображена коронка-расширитель, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид в плане (разрез А-А на фиг. 1).

Коронка-расширитель состоит из жестко соединенных между собой лучей 1, резцов 2 и приводного вала 3, на котором с врзможностью свободного вращения установлен направляющий фонарь 4. Между лучами коронки и направляющим фонарем расположен резцедержатель 5 с расширяющими шарошками 6, установленными на осях 7. Резцедержатель имеет проем 8, охватывающий приводной вал и ограничивающий величину отклонений расширяющих шарошек относительно продольной оси коронки-расширителя. Резцедержатель с помощью промежуточных звеньев 9 шарнирно связан с лучами коронки, размещен в закрепленных на лучах направляющих 10 для обеспечения жесткости конструкции при передаче на расщиряющие щарощки крутящего момента.

Промежуточные звенья с помощью пружин 11 и регулировочных стяжек 12 дополнительно кинематически связаны с приводным валом коронки-расщирителя. Регулировкой натяжения (сжатия) пружин обеспечивается симметричное расположение расщиряющих щарощек относительно оси вращения коронки-расщирителя при вращении вхолостую или разрущении однородной гориой массы.

Коронка-расщиритель работает следующим образом.

При разрущении однородной горной массы расщиряющие щарощки под действием пружин устанавливаются симметрично оси вращения коронки-расщирителя и симметрично расщиряют пробуренную резцами лучей пилот-скважину. При этом происходит прямолинейное бурение скважины.

При подходе к линии контакта угольпорода щарощка, под действием реактивных со стороны породы сил, отклоняет резцедержатель совместно с противоположной шарощкой и промежуточными звеньями в сторону угольного пласта, одновременно сжимая одну и растягивая другую пружины. Направляющий фонарь входит в контакт с породой и отклоняет буровой инструмент в сторону угольного пласта, изменяя при этом направление скважины.

При выходе щарощки из контакта с породой резцедержатель под действием пружин и реактивных со стороны горной массы сил устанавливает щарощки симметрично относительно оси вращения коронки-расщирителя, и тем самым снова обеспечивается прямолинейное бурение скважины до очередного случая подхода щарощек к породе почвы или кровли.

Таким образом, применение регулируемых уравновещенных пружин в качестве дополнительной кинематической связи промежуточных звеньев резцедержателя и приводного вала обеспечило симметричное расположение отклоняющих и расщиряющих щарощек относительно оси коронки при разрущении однородной горной массы и ограничило искривление скважины по гипсометрии пласта.

Формула изобретения

Коронка-расщиритель для направленного бурения по авт. св. № 341938, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения симметричности расположения отклоняющих и расщиряющих щарощек относительно оси вращения при разрушении однородной горной массы и ограничения искривления скважины по гипсометрии пласта, резцедержатель через промежуточные звенья дополнительно кинематически связан с приводным валом при помощи регулируемых уравновещенных пружин.