Способ разрушения крепкой горной породы

 

Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения крепкой породы. Способ заключается в размещении на забое шаровых инденторов 1 и механическом воздействии на них перекатывающимся рабочим телом в виде гладкого катка 2. При перекатывании катка через индентор на породу 3 передается ударная нагрузка. Предлагаемый способ наиболее эффективно реализуется при реактивно-турбинном бурении. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 2! В 7 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 425 1791/23-03 (22) 23.04.87 (46) 15.03.90. Бюл. Р 10 (72) А.Н. Попов (53) 622.24.085.4 (088.8) (56) Борисович В.Т. и др. Бурение скважин большого диаметра.M.: Недра, 1977, с. 75-86.

Авторское свидетельство СССР

В 129585, кл. Е 21 В 10/08, 1959. (54) СПОСОБ РАЗРУЫЕНИЯ КРЕПКОЙ ГОРНОЙ

ПОРОДЫ,.SU, 1550073 А1

2 (57) Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра. Цель изобретения — повышение эффективности разрушения крепкой породы. Способ заключается в размещении на забое шаровых инденторов 1 и механическом воздействии на них перекатывающимся рабочим телом в виде гладкого катка 2. При перекатывании катка через индентор на породу 3 передается ударная нагрузка. Предлагаемый способ наиболее эффективно реализуется при реактивнотурбинном бурении. 1 ил.

1550073

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано преимущественно для бурения скважин большого диаметра и шахтных стволов в крепких породах планетарными агрегатами, например реактивно-турбинными бурами.

Цель изобретения — повышение эффективности разрушения за счет увели- 10 чения энергии ударных нагрузок.

На чертеже показаны индентор 1 в виде шара и рабочее тело 2 в виде гладкого катка, размещенные на поверхности 3 горной породы. 15

При перекатывании цилиндрического рабочего тела через индентор на породу передается ударная нагрузка. Для ,выполнения процесса перекатывания необходимо соблюдение двух условий, I

Первое условие заключается в том, что индентор должен защемляться между рабочим телом и породой. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы угол d, определяемый из геометричес- 25 ких размеров взаимодействующих тел, 1 был меньше или равен предельному уг- . лу ol,определяемому из условия равновесия этих тел, т,е. или <пр <+ 2

К+г где о(— угол расклинивания единичного индентора между породой и рабочим телом; — коэффициент трения между индентором и рабочим телом;

f — коэффициент трения между индентором и породой;

Р— радиус катка;

r — радиус индентора.

Второе условие заключается в том, что кинетическая энергия Е рабочего тела должна быть достаточной для тоz o чтобы перекатываться через индентор, являющийся препятствием для движения. Эта энергия определяется работой, которую совершает рабочее тело при подъеме на высоту h9,равную диа- 50 метру индентора, и может быть найдена но формуле

Е = mgh, где m — - масса рабочего тела, . g — ускорение свободного падения.

Следовательно, второе условие запишется как Е ) mgh, Способ реализуется следующим образом.

На забой выработки -помещают инденторы и прокатывают по ним каток так, чтобы он перекатывался через них.

При этом вследствие резких перемещений катка в вертикальном направлении происходят удары, которые через инденторы передаются на породу. ГГод действием ударов порода интенсивно разрушается. Разрушенную породу удаляют с поверхности забоя известными способами.

Предложенный способ наиболее эффективно реализуется при бурении скважин большого диаметра и шахтных стволов планетарными бурами, например реактивно-турбинными агрегатами, Для осуществления такого бурения на забой выработки засыпают расчетное количество инденторов, например шариков определенного размера, рассчитанного с учетом размера рабочего тела. В качестве рабочего тела используют, например, шарошечные долота с изношенным вооружением, но еще работоспособными опорами шарошек, Долота приводят во вращение.турбобурами, создают на них осевую нагрузку и одновременно вращают весь агрегат вокруг его продольной оси. При планетарном движении долота шарошки равномерно рассеивают инденторы по забою, перекатываясь через них.

Преимущество предложенного способа заключается в том, что он простыми и дешевыми средствами обеспечивает эффективное разрушение твердых и крепких абразивных пород, что особенно важно при бурении скважин большого диаметра.

1 формулаизобретения

Способ разрушения крепкой горной породы, включающий размещение на забое шаровых инденторов и механическое воздействие на них перекатывающимся рабочим телом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения за счет увеличения энергии ударных нагрузок, механическое воздействие на шаровые инденторы.осуществляют гладким катком..