Установка для бурения вертикальных выработок Советский патент 1980 года по МПК E02D17/14 E21D1/06 

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано для бурения вертикальных, наклонных и горизонтальны скважин большого диаметра в мостостроешга, гидротехническом, промышленном и гражданском строительстве. Известен агрегат реактивно-турбинного бурения, содержащий несколько турбобуров, соединенных верхней траверсой, и рабочий орган в виде шарошечных долот (1 . Недостатком этого агрегата при бурении скважин большого диаметра является большая энергоемкость машины вследствие того, что очистка забоя от шлама производится сжатым воздухом и требуется компрессорное оборудование большой мощности. Известна также буровая установка, включаю щая буровую штангу, механизмы ее вращения и подачи, рабочий орган с шарошечными долотами, смонтированными на буровых шпинделях соединенных с индивидуальными приводами долот и установленных в корпусе рабочего органа 2. Недостаток этой установки - высокая энергоемкость бурения при разработке вечномерзлых гранитных и валунных грунтов из-за большого расхода сжатого воздуха, необходимого для выноса шлайа. Целью изобретения является снижение энергоемкости процесса бурения скальных и вечномерзлых гравийных и валунных грунтов и металлоемкости машины, создание мобильной буровой машины. Цель достигается тем, что породоразрушающий инструмент, например трехшарошёчное долото, закрепляют в буровом шпинделе, который размещен в подшипниках в корпусе рабочего органа наклонно к плоскости поперечного сечения установки и тангенциально в плане, а вершины конусов шарошек расположены на линии радиуса установки, которая снабжена механизмами вертикального транспортирования шлама, установленными между долотами. Механизм вертикального транспортирования шлама может быть вьшолнен в виде ковшевого элеватора. Установка предназначена Ш1я бурения скважин как полного профиля, так и кольцевого с последующим удалением керна, для чего она KOMiuieKTyercH двумя видами рабочих органон. На рабочих органах инструмент располагают равномерно и симметрично, а количество его определяют в зависимости от ширины канавки, прорезаемой каждым породоразруигающим инструментом, и диаметра скважины. На фиг. 1 изображена предлагаемая установка; на фиг. 2 - рабочий орган для бурения скважин сплошным забоем; на фиг. 3 -- рабочий орган для бурения скважин кольцевым забоем; на фиг. 4 - рабочий орган с породоразрушающим инструментом и индивидуальным приводом. Установка состоит из базовой машины 1, мачты 2 с грузоподъемным механизмом, механизма 3 вращения штанги, механизма 4 подачи рабочего органа, буровой штанги 5, ковшевых элеваторов 6 с индивидуальными электроприво дами, рабочего органа 7 со шламоприемником, породоразрушаюшего инструмента 8, бурового щаинделя 9, редуктора 10 и электродвигателя 11. Установка работает следующим образом. Включают все приводы механизмов породоразрушающих инструментов рабочего органа, а затем включают механизмы вращения бурово щтанги и подачи рабочего органа на забой. Инструмент разрушает грунт и отбрасывает его в свободное пространство сбоку от породоразрушаюшего инструмента где он подбирается установленным позади породоразрушаюшего инструмента ковшевым элеватором. Бурение продолжают до заполнения шламоприемника разрушенным грунтом, затем прекращают вращение рабочего органа и поднимают рабочий орган из скважины. После разгрузки шламоприемника цикл бурения повторяют. Мелкие скальные включения выпираются породоразрушающим инструментом из более мягкой вечномерзлой основы в свободное пространство сбоку и перед инструментом и подбираются ковшевым элеватором. Крупные валуны разрушаются инструментом. Наклон бурового шпшаделя дает возможнос разработки вечиомерзлых гравийных и |апун ных грунтов без разрушения гравия и мелких 4 валунов, так как их прочность вьште прочности связующей основы и увеличивает составляющую деформации сдвига при разрушении грунта. Иородоразрущающему инструменту придают вращение вокруг его оси от индивидуального привода. Давление на забой создают крутящим моментом основного механизма вращения буровой штанги рабочего органа, что позволяет значительно снизить вес буровой машины. За счет установки долота наклонно в вертикальной плоскости и тангенциально в плане возможно достаточное скопление шлама, необходимое для работы ковшевого элеватора. Преимущества изобретения заключаются в том, что снижается расход воздуха, уменьшаются энергоемкость и металлоемкость установки. Годовой экономический эффект от одной установки 80500 р. Формула изобретения 1.Установка для бурения вертикальных выработок, включающая буровую штангу, механизмы ее вращения и подачи, рабочий орган с шарошечными долотами, смонтированными на буровых шпинделях, соединенных с индивидуальными приводами долот и установленных в корпусе рабочего органа, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергоемкости и металлоемкости машины, буровые шпиндели установлены в плане тангенциально, а вершины конусов шарошек расположены на лш-ши радиуса установки, при этом в вертикальной плоскости буровые шпиндели установлены }{аклонно к плоскости поперечного сечения установки, которая снабжена механизмами вертикального транспортирования шлама, установленными между долотами. 2.Установка по п. 1, о т л и ч а jro щ ая с я тем, что механизм вертикального транспортирования шлама вьщолнен в виде ковшевого элеватора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 122464, кл. Е 21 D 1/06, 16.09.68. 2.Авторское сввдетельство СССР № 579422, кл. Е 21 D 1/06, 18.09,75. т I f ... S : ; $ J%$$

..Ь(

аг.

Ф&/§.2

(рие.З