Способ для местного расширения стволов и скважин большого диаметра

 

Изобретение относится к бурению шахтных стволов и может быть использовано для расширения горных выработок . Цель - повышение эффективности расширения путем исключения искривления ствола. Для этого производят бурение основной 1 и пилотной 2 выработок и спускают расширитель 5 с направляющей 6, ширина которого больше радиуса основной выработки. В верхней части пилотной выработки 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ЮТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4621710/03 (22) 19. 12. 88 (46) 2.3.02. 91. Бюл. У 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства (72) И.А.Купчинский E.Ñ.Îëåéíèêîâ и Д.Д.Стоцкий (53) 622. 233 ° 051. 77 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1105898, кл. Е 21 В 7/28, 1932.

Авторское свидетельство СССР

У 941528, Е 21 В 7/28, 1979.

„„SU„„1629549 А 1 щ)5 Е 21 П 1/06, Е 21 В 7/28

2 (54) СПОСОБ ДЛЯ МЕСТНОГО РАСШИРЕНИЯ

СТВОЛОВ И СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА (57) Изобретение относится к бурению шахтных стволов и может быть использовано для расширения горных выработок. Цель. - повьппение эффективности расширения путем исключения искривления ствола. Для этого производят бурение основной 1 и пилотной 2 выработок и спускают расширител:- 5 с направляющей 6, ширина которого больше радиуса основной выработки. В верхней части пилотной выработки 2

1629549

55 создают полый опорный элемент 3 с цилиндрической внутренней поверхностью. Направляющую 6 выполняют со скосом 7 на нижнем конце, а радиус расширителя 5 - также со скосом на ниж» нем конце. Радиус К расширителя выйолняют в соответствии с соотношением

2R >R+4R> +2R>, где. Rz — радиус основной выработки, м; R> - внутренний ра- 10 диус опорного элемента, м. Длину направляющей выполняют не менее высоты, Изобретение относится к .бурению шахтных стволов и может быть использовано для местного расширения горных выработок, в том числе с образовани20 ем сечения сложной, формы (с кольцевой щелью на забое).

Цель изобретения - повышение эф.фективноcTH pscIIIHpBH1Bi путем исклю .чения искривления ствола.

Сущность способа местного расширения стволов и скважин большого диаметра заключается в том, что производят бурение соосных основной и. пилотной выработок, ввод через основную выработку.-расширителя с направляющей, ширина которого выполнена больщей радиуса основной выра.ботки. В верхней части пилотной выработки создают полый опорный элемент 35 с цилиндрической .внутренней поверхностью; направлякицую расширителя выполняют со скосом на нижнем конце, а радиус R> расширителя выполняют в соЦ ответствйи с соотношением 2Кс>R с 40

+R +2К,где Ra- радиус основной выработки м; К радиус внутренний пилотной выработки опорного элемента, м, при этом длину направляющей выполняют не менее высоты участка расшири45 теля, а.опорный элемент выполняют из материала, прочность которого превы.шает прочность пород участка расширения.

На фиг. 1 представлен расширитель, для осуществления способа после окончания процесса забуривания, общий вид; на фиг. 2 — то же, но при использовании Г-образной консоли.

Способ осуществляют следующим образом. участка расширения. Опорный элемент выполняют из материала, прочность которого превышает прочность участка расширения. Опорный элемент может быть выполнен из металлической или бетонной трубы. При вращении бурильной колонны 4 скос 7 направляющей скользит по кромке опорного элемента, обеспечивая внедрение породоразрушающих элементов 1Î в боковую поверхность ° 1 эепе ф-лы, 2 ил.Вурят основную 1 и пилотную 2 выработки. В верхней части пилотной вырабо тк и 2 со з дают о по рный зле ме н т 3.

Опорный элемент 3 может быть выполнен из металлической или бетонной трубы, прочность которой больше, чем прочность пород участка расширения ..

Затем на бурильной колонне 4 опускают расширитель 5. Последний имеет ширину не больше диаметра основной выработки (2R ), не должен превышать радиус расширения на величину не ме" нее шага разрушения t и выполнен с направляющей 6 со скосом 7. Расширитель 5 опускают так, чтобы скос 7 направляющей 6 попал на верхнюю внутреннюю кромку 8 опорного элемента 3.

Расширитель может иметь Г-образную консоль 9 (фиг. 2)„ a аородоразрушающие элементы 10.

Для обеспечения необходимого радиального усилия прижатия скос 7 направляющей выполняют в пределах 35450

При вращении бурильной колонны 4 скос 7 направляющей 6 под действием осевого усилия на расширитель скользит по кромке опорного элемента 3, обеспечивая внедрение породоразруша" ющих элементов 10 в боковую поверхность основной выработки на величину шага разрушения t, где t а 2R„.

Радиальная подача расширителя происходит под действием составляющей усилия от воздействия скоса направлякицей о кромку опорного элемента в проекции на плоскость, перпендикулярной к продольной оси основной выработки.

По мере разрушения стенок выработки скос 7 направляющей 6 соскаль-, зывает ниже, а после полного выхода

162 в опорный элемент 3 устройство стабилизируется и выполняет расширение выработки на диаметр (2RQ), который не более чем на величину внутреннего диаметра (2R ) опорного элемента прей вышает диаметр основной выработки.

Установившемуся процессу расширения соответствует положение расширителя, при котором оси расширителя и пилотной выработки совпадают. В этом случае направляющая 6 расширителя вращается в полом опорном элементе 3, как в подшипнике.

Длину направляющей выполняют не менее высоты участка расширения, чтобы обеспечить расширение основной выработки на всю высоту.

Наибольший шаг разрушения,t связан с радиусом основной вырабдтки со» отношением t = 2/3 R, где К вЂ” радиус основной выработки. формула изобретения

1. Способ для местного расширения стволов и скважин большого диаметра, включающий бурение соосных основной и пилотной выработок и ввод через ос9549

6 новную выработку эксцентрично установленного расширителя с направляющей, радиальный размер которого больше радиуса основной выработки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности расширения путем исключения искривления ствола, в верхней части пилотной вы-, работки создают полый опорный элемент с цилиндрической внутренней поверхностью из материала, прочность которого превышает прочность пород участка расширения, а направляющую расширителя, имеющую скос на нижнем конце, помещают в опорный элемент, располагая скос противоположно расширителю, радиус расширителя R> принимают в соответствии с соотношением

2Roo Rv

Ф где Кд — радиус основной выработки, м;

К д — внутренний радиус опорного

25 элемента, м.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что длину направляющей принимают не менее высоты участка расширения.

1629549

Составитель В.Костолевский

Редактор А.Шандор Техред g.дидык Корректор И.Иуска

Заказ 421 Тираж 285 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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