Винтовой бур для бурения восстающих скважин Советский патент 1950 года по МПК E21D3/00 E21B10/44 

Предметом изобретения является винтовой бур для проходки восстающих выработок малого сечения по углю, производящий бурение пилот-скважины с одновременным расщирением ее до диаметра.

Пилот-скважина разбуривается резцовой головкой, а расщирениеее производится спирально расположенными резцами, вырезающими в стенках скважины винтообразные щели. Образующиеся при этом целики подрезаются подрезными резцами и отламываются витком, имеющим лопасть клинообразного профиля.

Известные буры подобного назначения для углубки режущего органа требуют приложения извне осевого усилия, обычно передаваемого через бурильные щтанги; разбуривание же выработки производится либо сплощным забоем с разрущением всей породы в крошку, либо кольцевым забоем с извлечением из выработки кернов.

Описываемая конструкция бура исключает указанные недостатки тем, что бурение осуществляется погружным, электромотором без бурильных труб. Для создания необходимого осевого давления на режущие кромки бура и восприятия осевых реактивных усилий бур оснащен опорными шнекообразными витками, а для восприятия реактивных крутящих усилий конструкция бура выполнена в виде сдвоенных самостоятельных буров, вращающихся в противоположные стороны.

Конструкция бура, таким образом, обладает в процессе углубки самоподачей и исключает применение бурильных труб, что значительно облегчает процесс проходки восстающих буровых скважин.

На фиг. i схематически изображен бур в сквал ;ине; на фиг. 2-полученное сечение скважины; на фиг. 3 - схематичные расположения резцов режущей части, вид сбоку; на фиг. 4 - расположение этих резцов в плане; на фиг. 5 - расположение резцов подрезной части; на фиг. 6 - профиль опорного витка; на фиг. 7 - схема винтовой поверхности, образуемой резцами щнека, на фиг. 8 - профиль винтовой щели.

Бур (фиг. 1) представляет собой блок, состоящий из двух комплектов резцовых шнеков и буровых головок, вращающихся в разные стороны. Образующиеся в системе силы, возникающие от сопротивления резанию буровыми головками и резцовыми шнеками, от сопротивления трения опорных витков о нижнюю поверхность винтовой щели и от со№ 83242- 2 -

противления отламывания целика угля, действуют в разные стороны и взаимно уравновешиваются, вследствие чего система имеет только поступательное движение.

Резцовые шнеки установлены настолько близко друг к другу, что не образуют перемычки, разделяюш.ей две параллельные цилиндрические скважины, и дают возможность траверсе, соединяющей оба комплекта, беспрепятственно двигаться вперед.

В верхней своей части (фиг. 3) резцовый шнек имеет режущую часть, представляющую собой стержень, на котором укреплен ряд резцов, применяемых в горном деле на врубовых машинах, расположенных по винтовой линии, при этом длина резцов возрастает от верхнего к нижнему. Если стержень вращать и одновременно подавать на величину, равную шагу винтовой линии расположения резцов, то резцы будут вырезать соответствующую винтовую щель в стенке скважины, пройденной резцовой головкой, расположенной на верхнем конце стержня винтового шнека. Резцы будут как бы ввинчиваться в стенки скважины наподобие щтопора или шурупа, снимая стружку шириной, равной ширине режущей кромки (фиг. 4 и 8).

Вслед за релсущей частью шнека следует опорная часть, представляющая собой один или несколько сплошных витков (с шагом, равным шагу режущей части, фиг. 6 и 7), предназначенных для создания осевого давления на шнек и его подачи. За опорной частью (фиг. 7) следует подрезная часть шнека, состоящая из резцов, расположенных по винтовой линии с шагом, равным шагу опорной и режущей частей. Эти резцы имеют целью подрезать образующийся винтовой целик угля и выполняются с загибом вверх (фиг. 5 и 8).

За подрезной частью шнека следует отламываюшая его часть (фиг. 7), состояшая из одного или нескольких сплошных витков, шаг которых несколько больше шага витков рен :ущей опорной и подрезной частей, причем увеличение шага происходит постепенно. При вращении такой виток действует как клин с малым углом, что способствует возникновению большой расклинивающей силы, которая и вызывает отламывание оставшегося целика.

Необходимо отметить, что в начале бурения машина должна подаваться впередпринудительно до тех пор, пока не будет пройдена скважина такой глубины, чтобы в винтовую щель вошли опорные витки. С этого момента машина будет сама продвигаться по скважине, и приспособление, подающее машину, должно быть убрано.

Предмет изобретения

1.Винтовой бур для бурения восстающих скважин с приводом от погруженного электромотора, осуществляющий бурение передовой скважины (пилот-скважины) с одновременным расширением ее до н -жного диаметра, отличающийся тем, что разбуривание скважины выполняются резцовыми шнеками с резцами, расположенными по винтовой линии, которые вырезают в стенках скважины винтообразные щели.

2.Форма выполнения бура по п. 1, отличающаяся тем, что остающиеся целики подрезаются другими резцами, расположенными по той же винтовой линии, режущая часть которых направлена параллельно оси скважины.

3.Форма выполнения бура по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что отламывание подрезанных целиков осуществляется путем расклинивания коротким шнеком с уменьшенным или увеличенным шагом.

4.Форма выполнения бура по п. 1, отличающаяся тем, что для создания осевого давления на элементы и восприятия реактивных усилий в конструкции бура предусмотрен опорный шнек с шагом, равным шагу винтовой линии режущих резцов, что сообщает буру самоподачу в процессе углубления.

«Pi/г 2