Устройство для ударно-канатного бурения Советский патент 1982 года по МПК E21B4/00 

(54) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНО-КАНАТНОГО Изобретение относится к бурению скважин различного назначения, .а именно к устройствам ударно-канатного бурения для использования в горно-добывающей промышленности, в геологоразведке и строительстве. Известно устройство для ударно-канатного бурения, содержащее стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий ударную штангу с буровым снарядом и связанный с лебедкой 1 Однако это устройство малоэффективно из-оа низкой производительности бурения. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для ударно-канатного бурения, содержащее стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий на одном конце ударную штангу с буровым снарядом, а другим концом связанный с лебедкой, и дополнительный ударник. В этом устройстве дополнительный ударник размещен внутри ударной штанги БУРЕНИЯ И подпружинен с двух сторон. В момент удара снаряда по забою ударник по инерции продолжает двигаться вниз и нано-, сит удар по нижней наковальне штанги, после чего отскакивает и ударяет по верхней и т. д., совершая затухающие колебания. В результате снаряду сообщается до- полнительная ударно-вибрационная нагрузка. Повышение частоты ударного воздействия увеличивает ударную мощность уст ройства 2 . Однако известное устройство не лишено существенных недостатков. Его эффективность существенно снижается тем, что значительная часть кинетической энергии дополнительного ударника поглощается и демпфируется при сжатии пружин. Кроме того, ударник наносит удары по штанге не только вниз, но и вверх, что не только бесполезно. Но и имеет негативные последствия. В частности, при импульсном движении штанги с ударником вверх под рабочую часть снаряда попадают куски уже разрушенной породы. В результате при следующих ударах значительная часть кинетической энергии расходует ся не на разработку забоя, а на проходку уже разрушенной породы. Целью изобретения является повышение производительности устройства за счет увеличения ударной мощности без изменения удельных aHepro3iaTpaT. Доставленная цель достигается тем, что дополнительный ударник установлен над ударной штангой с возможностью свободного перемещения .по инструментальном канату, а на стреле смонтирован захват для взаимодействия с дополнительным ударником. На фиг. 1 показано устройство, общий вид.; на фиг. 2 - захватывающе-спусковое гфиспособление. Устройство для ударно-канатного бурения (фиг. 1) содержит стрелу 1, ударную штангу 2 и лебедку 3. На конце стрелы 1 закреплен блок 4, через который переброшен инструментальный канат 5 Один конец инструментального каната 5 связан с лебедкой 3, имеющей тормоз 6. На другом конце каната 5 закреплена ударная штанга 2 с буровым снарядом 7 в виде стакана. Устройство содержит дополнительный ударник 8, который выпол-. нен в виде бабы копра. Он установлен над ударной штангой 2 и имеет сквозное направляющее отверстие 9. Через отверстие 9 пропущен инструментальный канат 5 который служит направляющей для свободного перемещения дополнительного ударника 8. Захватывающе-ч;пусковое приспособление, которое крепится на стреле 1, имеет следующее устройство (фиг. 2). На стреле установлены два кронштейна 10 и 11. На кронштейне 1О смонтирован грейферны замок 12, содержащий два шарнирно закрепленных рычага 13 и 14, на нижних концах которых имеются клиновидные выступы 15 и 16, обращенные навстречу друг другу. При этом нижние части рычагов 13 и 14 связаны между собой пружи нами 17. Верхние концы рычагов 13 и 14 связаны с шарнирным двухзвенником 18, к которому прикреплен трос 19 управ ления, переброшенный через ролики 2О и 21, закрепленные на кронштейне 11. На верхнем торце дополнительного ударника 8 под грейферным замком 12 закреп лен ответный зацеп 22, Ответный зацеп 22 имеет клиновидную или коническую форму. Устройство работает следующим образом. 9 934 Лебедка 3 посредством инструментального каната 5 поднимает ударную штангу 2, Вместе со штангой 2 поднимается опирак шийся на нее дополнительный ударник 8. В верхнем положении ответный зацеп 22 входит в грейферный замок 12. В этот момент лебедка 3 выключается, тормоз 6 лебёдки 3 опускается. Канат 5 начинает разматъгоаться и ударная штанга 2 падает на забой. При ударе по забою снаряд 7 внедряется и разрушает породу. В этот момент натягивается (вручную или автоматически) трос 19 управления. Связанный с тросом 19 шарнирный двухзвенник 13 раскрывает грейферный замок 12 и дополнительный ударник 8, перемещаясь по инструментальному канату 5, и падает вниз. Ударяя по штанге 2, ударник 8 сообщает снаряду 7 второй импульс, разрушающий породу на забое. Разрушенная за два удара порода при совместном подъеме ударной штанги 2 и дополнительного ударника 8 извлекается из забоя. В дальнейшем вышеописанный цикл работы многократно повторяется до проходки скважины на заданную глубину. Преимущества предлагаемого устройства заключаются в том, что оно имеет более высокую производительность при тех же удельных энергозатратах, что и известные устройства для ударно-канатного бурения. Этот положительный эффект достигнут практически без усложнения конструкции и без ущерба для автономности устройства. Формула изобретения Устройство для ударно-канатного бурения, содержащее стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий на одном конце ударную штангу с буровым снарядом, а другим концом связанный с лебедкой, и дополнительный ударник, отличаюшеес я .тем, что, с целью повышения производительности путем увеличения ударной мощности без изменения удельных энергозатрат, дополнительный ударник установлен над ударной штангой с возможностью свободного перемещения по инструмеНтальному канату, а йа стреле смонтирован захват для взаимодействия с дополнительным ударником. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Володин Ю.И. Основы бурения. М., Недра, 1978, с. 267. 2.Авторское свидетельство СССР № 592961, кл. Е 21 В 21/ОО, 1978 (прототип).

20

Фиг. 2