Рабочий орган установки для бурения Советский патент 1982 года по МПК E21D1/06 

(54) РАБОЧИЙ ОРГАН УСТАНОВКИ ДЛЯ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к горному делу, а именно к рабочим органам для бурения скважин большого диаметра. Известен рабочий орган для бурения шахтных стволов включающий корпус и шарошки, установленные с возможностью свободного перемещения вдоль осей, жестко закрепленных в корпусе 1. Недостатком этого рабочего органа является перегрузка опор осей шарошек, что приводит к их чистому выходу из строя. Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности и достигаемому результату является рабочий орган установки для бурения, включающий корпус, соединенный с буровой колонной и шарошки, установленные в подшипниковых опорах на осях с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса 2J. Недостатком известного рабочего органа является трудность регулирования осевого давления шарошек на забой. Цель изобретения - повышение точности регулирования осевого давления шарошек на забой за счет гибкой связи последнх с корпусом расширителя при пропорциональной разгрузке подшипниковых опор шарошек. Поставленная цель достигается тем, что в корпусе расширителя установлены в вертикальной плоскости горизонтальные фланцы с соосными отверстиями, в которых размещены подвижные в вертикальном направлении штанги, на которых закреплены ступицы с осями шарошек, причем между каждой ступицей и фланцами, а также между фланцами и торцами штанг установлены упругие элементы. На фиг. 1 изображен рабочий орган, установки для бурения шахтных стволов с частичным вырывом, общий вид (сбоку); на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Рабочий орган установки для бурения включает буровую колонну 1, связанную с корпусом расширителя 2, в котором на осях 3 посредством подшипниковых опор 4 установлены шарошки 5 и направляющее устройство 6. Корпус расширителя 2 выполнен с вертикальными пазами 7 и в нем укреплены горизонтальные фланцы: верхние 8 и нижние 9 с соосными отверстиями 10 и 11, в которых установлены подвижные в вертикальном направлении штанги 12, на которых жестко закреплены ступицы 13, жестко связанные с осями 3 шарошек 5, причем между ступицами 13 и фланцами 8 и 9 на штангах 12 установлены упругие элементы, выполненные, например, в виде витых пружин 14 и 15, а торцы каждой штанги 12 снабжены ограничителями 16 и 17, взаимодействующими с установленными на тех же штангах 12 дополнительными упругими элементами 18 и 19, выполненными, например, также в виде витых пружин. Между пружинами 14 и фланцами 8, а также между пружинами 19 и фланцами 9, в нерабочем вертикальном положении рабочего органа, предусмотрены зазоры «h. На фиг. 1 показана также передовая (пилот) скважина 20, скважина 21, образуемая расширителем 2 и забой 22, обрабатываемый шарошками 5. Рабочий орган установки для бурения шахтных стволов работает следующим образом. Фиг. 1 иллюстрирует нерабочее положение рабочего органа, т. е. когда процесс бурения прекращен и шарошки 5 находятся на некотором расстоянии «hjS, от забоя 22. Для производства бурения опускают рабочий орган до соприкосновения шарошек 5 с забое.м 22. При этом осевое давление шарошек 5 на забой 22 возрастает от нуля до их веса G, поскольку в этом случае разжимаются пружипы 15 и 18, разгружая шарошки 5. После выбора зазоров «h, т. е. дальнейшем опускании корпуса расширителя 2 вниз вступают в действие пружины 18 и 15, постепенно увеличивая осевую нагрузку на шарошках 5. При изменении усилия сопротивления разрушаемой породы осевой подаче шарошек 5 пружины 19, 15, 14 и 18 пропорционально изменяют осевое усилие их подачи на забой при свободном перемещении в пазах 7. Расширитель при этом выполняет лишь функции вращателя щарошек, не передавая на опорах шарошек нагрузки, обусловленные его массой. Такое решение позволяет осуществить бурение с регулируемым осевым давлением щарошек на забой при одном их типоразмере за счет упругой связи шарощек с корпусом расширителя, при этом ускоряется процесс бурения уменьшается, износ шарошек и привода установки. Формула изобретения Рабочий орган установки для буреиия, включающий корпус, соединенный с буровой колонной, и шарошки, установленные в подшипниковых опорах на осях с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса, отличаюищйся тем, что, с целью повышения точности регулирования осевого давления шарошек на забой за счет гибкой связи последних с корпусом расширителя при пропорциональной разгрузке подшипниковых опор шарошек, в корпусе расширителя установлены в вертикальной плоскости горизонтальные фланцы с соосными отверстиями, в которых размещены подвижные в вертикальном направлении, штанги, на которых закреплены ступицы с осями шарошек, причем между каждой ступицей и фланцами, а также между фланцами и торцами штанг установлены упругие элеИсточники информации, принятые во внимание При экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 261335, кл. Е 21 D 1/06, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 238487, кл. Е 21 D 1/06, 1967 (прототип).