Устройство для проведения горных выработок бурением Советский патент 1981 года по МПК E21D9/10 

I

Изобретение относится к горной промьшшенности, а именно устройствам для проведения горных выработок бурением .

Известна установка для бурений вертикальных горных выработок, включающая корпус, днище с режущими элементами, шнековый бур, механизмы стопорения и приводную штангу Г 1 1.

Однако известная установка может работать только в вертикальном положении с принудительньм вращением с дневной поверхности через приводную штангу-колонну бурильных труб.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для проведения горных выработок бурением, включающее забойные двигатели, долота, шарнирные узлы крепления, гибкий трубопровод, внутреннюю обо- лочку, радиальные опоры, наружную оболочку на опорах передвижения, сальник-вертлюг со стволом, колонну бурильных труб, редуктор с полым валом и эластичную муфту 2.

Однако нижняя часть известного устройства может вращаться только вокруг вертикальной оси и только под действием реактивного момента, так как компановка из двух или. более турбобуров да1еет плоскую форму и поэтому при отклонении от вертикальной оси эта компановка ложится плоскостью и не вращается, работает только под действием реактивного момента турбобуров, потому что отсутствует какой-либо источник для принудительного вращения. При работе же устройства, например, в анизотропных породах или при осложнениях на забое реактивньй момент или незначительный, или отсутствует польностью, в этих случаях необходимо принудительное вращение.

Цель изобретения - расширение области применения устройства путем возможности проходки горизонтальных выработок. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным редуктором с гидродвигателем, размещенных внутри наружной оболочки при этом выходной вал редуктора уста новлен мелсду внутренней оболочкой и стволом сальника-вертлюга, на боковой поверхности которого закреплена наружная оболочка, а гидродвигатель имеет гибкий трубопровод и регулировочное устройство для подвода рабочей жидкости из колонны бурильных труб. На фиг. 1 изображено реактивнотурбинное устройство с проводом принудительного вращения; на фиг. 2 буровойснаряд с использованием реак тивно-турбинного устройства при буре нии горизонтальных и наклокйых выработок, общий вид. Устройство для проведения горных выработок бурением содержит вращающиеся элеменГы: забойньгй двигатель 1 долота 2, внутреннюю оболочку 3 с пе редней 4 .и тыльной 5 шайбами, шарни 1-1ые узлы 6, Гибкие трубопроводы 7 и радиалыаге опоры 8. Оно имеет также . невращающиеея наружную о болочку 9,п садочное гнездо О под саяьник-верт люг, направлякщие t под радиальные опоры 8 и катки 12, йа которых установлена оболочка 9. В устройство, кроме TorOj входят сальник-вертлюг со стволом 13, корпусом 14 и веркней частью 15 и привод принудительного вращения, состоящий из корпуса редук тора 1§, ведущего йала 17, двигателя 18, ведомого вала }9, эластичной муфты 20, гибкого трубопровода 21 и регулировочного механизма 22. К саль нику-вертлюгу крепятся колонны бурил ных труб 23. .Для бурения к колонне труб прикрепляют наголовник 24 с блоками 25 и 26, которые связаны с блоками 27, 28 и 29,канатом 30, концы которого 31 и 32 соединены с измерительным прибором 33 и лебедкой 34. Для извл чения устройства из выработки служит лебедка 35 с канатом 36. Устройство работает следующим образом. Поток промывочной жидкости, пода ваемьй под напором по колонне бурил ных труб, поступает по стволу 13 сальника-вертлюга, по полому валу 1 привода, по гибким трубопроводам 7 8. 4 забойные двигатели 1. В забойных двигателях 1 гидравлическая энергия пре образовывается в механическую, вращая на своих валах долота. Под действием реактивного момента турбобуров оболочка с устройством вращается вокруг своей оси в противоположном направлении вращения долот 2. Для подстраховки действия реактивного момента на вращение оболочки с устройством через регулируемое устройство 22 подается из колонны бурильных труб часть жидкости по гибкому трубопроводу 21 в гидравлический двигатель 18. В гидравлическом двигателе 18гидравлическая энергия преобразовыв&ется в механическую, вращая ведущий вал 17, и через систему зубчатых колес передает вращение на ведомый вал 19. Так как на ведомом валу 19закреплена оболочка с устройством, то крутящий момент привода вращает ее в направлении действия реактивного момента. При такой работе с противоположной стороны ведомого вала 19 через эластичную муфту 20 вращается и ствол 13 сальника-вертлюга. При этом корпус 14 сальника-вертлюга не вращается, а так как колонна бурильных труб закреплена в верхней части корпуса 14 сальника-вертлюга, то она не вращаетйя, а служит как подающий став для подвода жидкости и передачи осевых нагрузок. Бурение осуществляется следующим образом. В горной выработке подготавливают площадку по направлению оси проводимой выработки. На площадку устанавливают реактивно-турбинное устройство и к нему закрепляют колонну труб. На верхнюю часть колонны труб одевают наголовник 24 с блоками 25 и 26. В плоскости оси труб, по сторонам выработки устанавливают блоки 27,28 и 29. Через блоки 25-29 протягивают канат 30, а образовавшиеся концы 31 и 32 закрепляют один к измерительному прибору 33, а второй - на лебедку 34. Наматывая конец 32 каната на барабан лебедки и через 24 и 25 на колонну труб, осздается осевое давление, в результате чего устройство с работающим двигателем врезается в забой и долотами малого диаметра поражает забой выработок диаметром в два раза больше диаметра долота. Из выработкиустройство извлекается лебедкой 35 с помощью каната 36.