Буровой снаряд для проходки вертикальных стволов и скважин большого диаметра /его варианты/

 

Цель изобретения - уменьшение отклонения бурового снаряда от вертикали в процессе углубки путем снижения потерь на трение в стабилизирующем приспособлении. Буровой снаряд снабжен пространственным направляющим механизмом из направляющих многозвенников с двумя степенями свободы, при этом внешняя опорная часть стабилизирующего приспособления посредством пространственного направляющего механизма подвешена на подшипниковых опорах центральной части, а направляющие многозвенники выполнены в виде расположенных в вертикальных плоскостях кривошипно-шатунных механизмом с параллельными кулисами и шаровыми шарнирами, в которых кривошипы и шатуны разнесены по окружности и соединены посредством промежуточного горизонтального кольца. В вариантном исполнении направляющие многозвенники образованы пространственными звеньями с вертикальными осями вращения. Снаряд снабжен дополнительными гидроцилиндрами фиксации эксцентриситета, гидроцилиндром управления с золотником, гидравлически связанным с дополнительными гидроцилиндрами фиксации эксцентриситета. 1 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 E 21 D 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3791247/22-03 (22) 12.09.84 (46) 23.08.89 ° Бюл. N 31 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт проходческих машин и комплексов для угольной, горной промышленности и подземного строительства (7?) В.В.Антипов, И.И.Браккер, А.Г.Шевалдин, A.Ê.Àãàðêîâ, В.Г.Качан и В.Г.Леоненко (53) 622.24.085.4 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1210502, кл. F. 21 В 7/28, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1446261, кл. F. 21 D 1/06, 1984. (54) БУРОВОЙ СНАРЯД ДЛЯ ПРОХОДКИ

ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ И СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА (ЕГО ВАРИАНТЪ|) (57) 1. Буровой снаряд для проходки вертикальных стволов и скважин большого диаметра, включающий колонну бурильных труб с каналом эрлифта, рабочий орган с универсальным шарниром его подвески и стабилизирующее приспособление, размещенное между бурильной колонной и рабочим органом, состоящее из центральной части с подшипниковыми опорами, внешней опорной части, установленной на подшипниковых опорах, гидроцилиндров фиксации эксцентриситета, связывающих центральную часть с внешней опорной частью, и управляющего гидроцилиндра с золотником, гидравлически связанного с гидроцилиндрами фиксации эксцентриситета и каналом эрлифта, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения откло„„SU„„1502836 А 1

2 нения бурового снаряда от вертикали в процессе углубки путем снижения потерь на трение в стабилизирующем приспособлении, он снабжен пространственным направляющим механизмом из направляющих многозвенников с двумя степенями свободы, при этом внешняя опорная часть стабилизирующего приспособления посредством пространственного направляющего механизма подвешена на подшипниковых опорах центральной части, а напра ляющие многозвенники выполнены в виде расположенных в вертикальных плоскостях кривошипно-шатунных механизмов с параллельными кулисами и шаровыми шарнирами, в которых кривошипы и шатуны разнесены по окружности и соединены посредством проме- жуточного горизонтального кольца, 2. Буровой снаряд для проходки вертикальных стволов и скважин большого диаметра, включающий колонну бурильных труб с каналом эрлифта, рабочий орган с универсальным шарниром его подвески и стабилизирующее приспособление, размещенное между бурильной колонной и рабочим органом, состоящее из центральной части с подшипниковыми опорами, внешней опорной части, установленной на подшипниковых опорах, гидроцилиндров фиксации эксцентриситета, связывающих центральную часть с внешней опорной частьй, и управляющих гидроцилиндров с золотниками, гидравлически связанных с гидроцилиндрами фиксации эксцентриситета и каналом эрлифта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения откпонения бурового снаряда .

3 1502836 от вертикали в процессе углубки путем снижения потерь на трение в стабилизирующем приспособлении, он снабжен пространственным направляю5 щим механизмом из направляющих многозвенников с двумя степенями свободы, при этом внешняя опорная часть стабилизирующего приспособления посредством пространственного направля- 10 ющего механизма подвешена на подшипниковых опорах центральной части, а направляющие многозвенники образованы пространственными звеньями с вертикальными осями вращения. 15

3. Буровой снаряд по пп ° 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости и надежности пространственного направляющего механизма, он снабжен дополнитель- 20 ными гидроцилиндрами фиксации эксцентриситета, при этом основные гидроцилиндры фиксации эксцентриситета установлены наклонно к внешней опорной и центральной частям стабилизирующего приспособления, а дополнительные гидроцилиндры фиксации эксцентриситета установлены в промежутках между основными гидроцилиндрами фиксации эксцентриситета, причем все гидроцилиндры фиксации эксцентриситета установлены на внешней опорной и центральной частях стабилизирующего приспособления шарнирно.

4. Буровой снаряд по пп.1-3, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы стабилизирующего приспособления, он снабжен дополнительным гидроцилиндром управления с золотником, гидравлически связанным с дополнительными гидроцилиндрами фиксации эксцентриситета.

Изобретение относится к области бурения шахтных стволов и скважин, I преимущественно большого диаметра, при проведении которых необходимо обеспечение минимальной абсолютной величины отклонения от геометрической вертикали, а именно к конструкции бурового снаряда для проведения таких отвалов и скважин.

Цель изобретения — уменьшение отклонения бурового снаряда от вертикали в процессе углубки путем снижения потерь на трение в стабилизирующем приспособлении, а также повышение жесткости и надежности пространственного направляющего механизма и надежности работы стабилизирующего приспособления.

На фиг.1 представлен буровой снаряд в рабочем положении, общий вид, 4 разрез; на фиг.2 — сечения А-А и

Б-Б на фиг.1; на фиг.3 — вариант исполнения бурового снаряда с направляющими многоэвенниками из пространственных звеньев, на фиг.4 — вид В на фиг.3; на фиг ° 5 — стабилизирующее приспособление, аксонометрия.

Буровой снаряд состоит из рабоче"

ro органа 1 с универсальным шарниром подвески 2, стабилизирующего приспособления, которое в свою очередь состоит иэ внешней онорной час30

55 ти 3, центральной части 4 с установленными на ней подшипниковыми опорами 5 и 6. Внешняя опорная часть 3 стабилизирующего приспособления шарнирно подвешена на подшипниковых опорах 5 и 6 посредством пространственного направляющего механизма, сос— тоящего из кривошипов 7, шатунов 8, ползушек 9, размещенных в параллельных кулисах, выполненных на подшипниковой опоре 6, и соединяющего кривошипы и шатуны промежуточного кольца

10. Внешняя опорная часть 3 и подшипниковые опоры 5 и 6 центральной части 4 связаны основными гидроцилиндрами фиксации эксцентриситета 11 и установленными в промежутках между ними дополнительными гидроцилиндрами фиксации эксцентриситета 12, установленными наклонно к обеим частям стабилизирующего приспособления и во встречных направлениях. Все гидроцилиндры фиксации эксцентриситетов 11 и 12 закреплены на внешнеи опорной части 3 и центральной части 4 стабилизирующего приспособления посредством шарниров. Основные гидроцилиндры фиксации эксцентриситета 11 объединены в гидросистему фиксации эксцентриситета с управляющим гидроцилиндром

13 и золотником 14 ° Дополнительные гидроцилиндры фиксации эксцентриси15028 тета 12 объединены также в независимую от основной гидросистему фиксации эксцентриситета с дополнительным гидроцилиндром 15 управления и золотником 16. Рабочие полости гидро5 цилиндров 13 и 15 соединены с каналом эрлифта колонны бурильных труб

17. Холостые полости гидроцилиндров

13 и 15 соединены со скважиной.

Вариант исполнения бурового снаряда и стабилизирующеrn устройства отличается тем, что направляющие многозвенники в нем выполнены в виде пространственных звеньев 18 и 19 и тангенциального поводка 20 для фиксации наружных колец одной из подшипниковых опор 5 и 6 центральной части 4 относительно внешней опорной части 3 стабилизирующего приспособ- 20 ления.

Буровой снаряд работает следующим образом.

При выключении эрлифта во время выполнения операции свободного выве- 25 шивания рабочего органа 1 на колонне бурильных труб 17 давление внутри рабочей полости управляющих гидроцилиндров 13 и 15 и в окружающем их пространстве становится одинаковым 30 и под действием собственного веса подвижные части золотников 14 и 16 занимают нижнее положение. При этом рабочие полости всех гидроцилиндров фиксации зксцентриситета 11 и 12 в каждой из гидросистем соединяются между собой и центральная часть 4 стабилизирующего приспособления вместе с универсальным шарниром подвески

2 и рабочим органом 1 получает возможность занять положение на геометрической вертикали независимо от по- . ложения внешней опорной части 3 и оси разбуриваемой выработки.

При включении эрлифта давление в рабочих полостях управляющих гидроцилиндров 13 и 15 падает, а вне их о".òàåòñÿ на прежнем уровне. Под действием избыточного давления золотники 14 и 16 переходят в верхнее положение, рабочие полости всех гидроцилиндров фиксации эксцентриситета 11 и 12 запираются и центральная часть 4 стабилизирующего приспособления фиксируется относительно опорной части 3 с эксцентриситетом е, величина и направление которого соответствует отклонению оси разбуриваемой выработки от вертикали. В этом положении буровой снаряд при продолжении углубки выработки обеспечивает исправление имеющегося отклонения от вертикали.

1 502836

1 502836

h улраФлюмнмию имнфагт

1502836

10

Ф

lI б

Составитель Л. Черепенкина

Техред М.Яндык Корректор Т.Малец

Редактор В. Бугренкова

Заказ 5065/46 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101