Расширитель обратного хода Советский патент 1980 года по МПК E21B7/28 E21B10/26 

Изобретение относится к буровым устройствам, предназначенным для разбуривания пилот-скважин обратнь1м ходом, и может быть использовано в горном деле. Известен расширитель, включающий приводной вал, лучи с рабочим инстр ментом и тормозной фонарь с башмаком 11 v Наиболее близким из известных технических решений является расширитель обратного хода, включающий приводной вал, втулку, лучи с рабочим инструментом, тяги и тормозной фонарь с башмаками 2. Недостатком известных устройств является невозможность автоматического приспособления опорно-тормозных баммаков к профилю стенки скважины и, как следствие этого, невозможность саморегулирования момента сопротивления на тормозном фонаре. Разбуривание скважины обратным ходом с распором опорно-тормозного фонаря и стенки выфрезёрованного паза возможно лишь в .крепких монолитных порода :, где стенки, паза выдерживают усилия, возникающие на тормозном фонаре. Усилия на тормоз ном фонаре формируются в зависимост от сил резания на рабочем инструменте и в результате вращения маховых масс (например корпуса расширителя). При разбуривании скважин в слабых, кливажистых и нарушенных массивах (например по углю) торможение о стенки профрезерованного паза является неэффективным, так как стенка паза разрушается из-за недостаточной крепости горного массива и обрушений нарушенных горных пород. Жесткое выполнение обода тормозного фонаря не позволяет ликвидировать зазора между стенкой скважины и опорной поверхностью обода при прохождении нарушенного места. Цель изобретения - автоматическое регулирование усилия распора тормозного фонаря о стенки скважины. Это достигается тем,что расширитель снабжен нижним и верхним корпусами, которые сопряжены между собой с возможностью вращения относительно друг друга, и стойкой, связанной с приводным валом с возможностью осевого перемещения, а башмаки посажены на оси, которые подвижно размешены в пазах лучей и подпружинены, при этом стойка установ; ена в верхнем корпусе и имеет в нижней торцовой части выступ, а на верхней части, расположенной вне корпуса,выполнена резьба, с которой сопряжена гайка, а к ней шарнирно прикреплены одни концы тяг, а другие - к лучам. Приводной вал в верхней частей снабжен конусом трения, а в нижней части- стойки выполнена цилиндроконическая полость для взаимодействия с конусом трения, Кроме того, между вёрхнёй внутренней поверхностью верх него корпуда и выступом стойки уста новлен упругий элемент. На фиг. 1 изображена общая схема расширителя f на фиг. 2 - схема ла- пы фона{эя. . Расширитель обратного хода состоит из приводного вала 1 с жестко закрепленной на нем шестерней 2 и конусом трения 3, нижнего корпуса 4 в котором крепятся оси 5 с шестерня ми б . К корпусу 4 жестко крепятся лучи 7 с рабочим инструментом 8 (например дисковые шарошки). Нижний корпус 4 сопряжен с верхним кор пусом 9 так, что они имеют возможность вращаться относительно друг друга. К верхнему корпусу 9 подвижно в осевом направлении стойка 10, имеюшая резьбу. Со стойкой резьбовой поверхност.ью сопряжена гайка к проуишнам которой шарнирно крепят ся одни концы тяг 12, другие концы которых шарнирно крепятся к лапам 1 фонаря, В лапах фонаря имеются профрезерованные пазы 14, в которых под вижно размещеиь: ося 15. К осям 15 одним концом прикреплены упругие эле менты 16, другой конец которых соединен с лапами фонаря. На осях 15 посажены оЧторно-тормоэнце башмаки 1 Лапы 13 шарнирно крепятся к втулке 18, которая подвижно сопряжена с цилиндрической поверхностью стойки 10 От осевого смешения относительно стойки втулка фиксируется известными способами. Конец стойки -.10, Входяший в верх ний корпус расширителя, имеет проточку 19 и выступ 20. „.,.,,,,,.,,,,,„,,..„-,, Проточка 10 имеет конусные поверх ности 21 сопряжения. Между выступом 20 и корпусом 9 укреплен упругий 31лемёнт 22. Верхний корпус 9, а вместе с ним и нижний корпусf4 имеют возможность осевого Перемещения относительно стойки 10 за счет шлицевого соединения 23. « Ограничителем осевого перемещения стойки 10 внутрь корпуса 9 служит бурт 24, расположенный на стойке 10 Закручива я гайку lIT-C Зкоторой связаны тяги 12, устанавливается фонарь на нужный диаметр скважины с необходимым тормозным усилием, которое обеспечивает Функционирование расширителя., При установке фонаря на необходимый диаметр скважикы происходит первоначальное сжатие упругих элементов 16. Расширителю обратного хода вращение и поступательное перемещение передается от буровой машины по буровому ставу приводному валу 1, от которого вращение передается системе зубчатых колес 2, 6. Совершая круговое движение по верхнему корпусу 9, представляющему зубчатый венец, шестерни 6 осями 5 приводят во вращение нижний корпус 4 с лучами 7 и рабочим инструментом 8. В случае разрушения стенки скважины срабатывают упругие элементы 16, при этом оси 15с закрепленными на них опорно-тормозными башмаками перемешаются в пазах 14 лап фонаря. Опорно-тормозные башмаки распираются в стенку скважины с некоторым усилием. Если упругие элементы 16 не обеспечивают необходимого тормозного усилия, начинает вращаться верхний корпус 9 с резьбовой стойкой 10. Гайка 11 свинчивается и распирает лапы тормозного фонаря до необходимого тормозного усилия. При этом опять происходит сжатие упругих элементов 16. При проходе опорно-тормозными башмаками максимального размера нарушения от действия реакций со стороны стенок скважины оси 15 перемещаются в пазах 14 лап 13 В случае нехватки диапазона складывания за счет движения осей 15 (упругий элемент 16 сжат, а ось 15 упирается в стенку паза 14) фонарь зависает. При этом корпус 9 расширителя за счет йшицевого соединения 23 продолжает перемещаться в осевом направлении . Корпус 9 при перемещении сжимает упругий элемент 22, а конус трения 3 входит в контакт с поверхностью 21 сопряжения проточки 19, при этом на- чинает впащаться резьбовая стойка 10 с корпусом 9. (Такой случай обязательно будет при полном выборе диапазона хода корпуса 9 в осевом направлении и при отсутствии контакта рабочего инструмента с забоем. Отсутствие контакта объясняется тем, что при выборке хода корпусов уже весь расширитель зависнет и рабочий инструмент разрушит массив). Корпус 9 будет вращаться с той же скоростью, что и шестерня 2, поэтому, шестерня б будет выполнять роль неподвижного передаточного звена,которое осью 5 будет вращать корпус 4. При таком вращении корпусов 4, 9 и стойки 10 гайка 11 навинчивается и сокращает размеры тормозного фонаря. При сокращении размеров фонаря ликвидируется зависание фонаря. Улругий элемент 22, разжимаясь,перемещает корпус 4 в исходное положение. При подаче рабочего инструмента и, следова