Шарошечный расширитель Советский патент 1982 года по МПК E21B7/28 E21B7/14 E21B7/15 

1

Изобретение относится к горному делу, в ча1:тности, к устройствам для электротермошарошечного расширения буровзрывных скважин.

Известен шарошечный расширитель, содержащий корпус, шарнирно установленные в нем лапы с шарошками и хвостовиками, взаимодействующими со штоком гторшня раздвижного устройства, причем поверхность каждого хвостовика, взаимодействующего со штоком, выполнена в виде эвольвенты с центром, совпадающим с осью шарниРа 1.

Недостаток указанного шарошечного расширителя заключается в том, что он позволяет производить росширение скважины лишь механическим способом и только в одном направлении. Кроме того, при максимальном .выдвижении шарошек, вследствие значительного их удаления от осей шарниров, надежность устройства значительно снижается.

Известен также шарошечный расширитель, включающий корпус, закрепленные в нем пальцами хвостовики с поворотными осями, на которых установлены шарошки, и размещенный в корпусе поршень со штоками, шарнирно связанными с хвостовиками C2J.

Недостаток этого шарошечного расширителя заключается в малоэффективном механическом разрушении электро10проводных пород.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей шарошечного расширителя.

Указанная цель достигается тем,

15 что у шарошечного расширителя, включающего корпус, закрепленные в нем пальцами хвостовики с поворотными осями, на которых установлены шарошки, и размещенный в корпусе поршень со што20ками, шарнирно связанными, с хвостовиками, торцы поворотных осей снабжены токоподводящими щетками, установленными с возможностью контактирования с внутренними поверхностями торцов шарошек, причем поворотные оси, паль цы хвостовиков и хвостовики с внешней стороны электроизолированы от ко пуса, штоков, поршня и шарошек. На чертеже показан общий вид шарошечного расширителя, продольный осевой разрез. . Шарошечный расширитель состоит из корпуса 1, ниппеля 2, поршня 3, штоков i , шарошек 5 обратных клапанов. 6. Корпус 1 представляет собой цельнометаллическую цилиндрическую конструкцию. На боковой поверхности корпуса 1 выполнены окна 7 с демпфирующими изоляционными вкладышами 8, служащими для сглаживания вибраций. В окнах 7 на осях 9, закрепленных в корпусе 1, расположены хвостовики IО поворотных осей 11. Шарошки 5 установлены на поворотных осях 11 с помощью подшипников 12 Корпус 1 имеет осевой продувочный канал 13- На торце поворотных осей IIустановлены токоподводящие щетки Ut. Хвостовики 10 связаны со штоками k с помощью шарниров 15. Наружная поверхность поворотных осей 11, хвос товиков 10 и внутренняя поверхность отверстий для шарниров 15 покрыты диэлектрическим материалом 16,. напри мер фторопластом. К хвостовикам 10 от трехфазного источника питания подведены провода 17Работа шарошечного расширителя заключается в следующем. Устройство собирают и устанавливают на буровой став, предварительно проверив изоляцию токопроводов 17 между собой и относительно корпуса. Опускают расширитель в скважину со сложенными шарошками, подают по буровому ставу сжатый воздух, включают вращение и доводят инструмент до места расширения выработки. Сжатый воздух по боковым каналам поступает в надпоршневую часть ,кольцевой камеры. Поршень 3, совершая поступательное движение, при помощи штоков k и шарниров 15 осуществляет одновременное .выдвижение конусных шарошек 5 из корпуса 1. При этом, по ме ре выдвижения конусных шарошек 5 9 54 к каждой из них через хвостовики 10, поворотные оси 11 посредством щеток It прилагается напряжение одной из фаз А, В и С трехфазного источника питания. Для предотвращения передачи электроэнергии через подшипники 12 к шарошкам 5 последние разделены от поворотных осей 11 электроизоляционным материалом высокой прочности. В процессе вращения расширителя, приложенное электрическое напряжение к шарошкам 5 вызывает в межшарошечных участках прохождение электрического тока по токопроводящей породе. По мере прогрева породы, сопротивление ее падает, а электрический ток резко возрастает, образуя канал .электрического пробоя в массиве между шарошками 5, с мгновенным выделением большого количества джоулева тепла. Это снижает прочность породы, повышая интенсивность ее разрушения шарошками. Применение предлагаемого электротермошарошечного расширителя обеспечивает высокую эффективность процесса расширения буровзрывных скважин в крепких горных породах. Формула изобретения Шарошечный расширитель, включающий корпус, закрепленные в нем пальцами хвостовики с поворотными осями, на которых установлены шарошки, и размещенный в корпусе поршень со штоками, шарнирно связанными с хвостовиками, отличающийся тем, что, с целью расширения его технологических возможностей торцы поворотных осей снабжены токоподводящими щетками, установленными с возможностью контактирования с торцами шарошек, причем повррбтные оси, пальцы хвостовиков и хвостовики с внешней стороны электроизолированы от корпуса, штоков, поршня и шарошек. Источники«информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР .№ , кл. Е 21 В 9/28, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 2767666, кл. Е 21 В 7/28, 1979-UL Mhf