Устройство для направленного бурения шпуров

Изобретение относится к горному делу и предназначено для ориентации буровой машины в заданном направлении бурения шпуров. Устройство для направленного бурения шпуров с помощью буровой машины по ранее установленному реперу содержит совмещаемый с репером указатель в виде стержня, который снабжен линейной угломерной шкалой, проградуированной по формуле:

где Lα - длина отрезка, соответствующая величине угла (α); α - величина угла, град.; b - расстояние от оси буровой машины до репера; L - длина по оси буровой машины от места забуривания шпура на плоскости забоя до репера. Кроме того стержень снабжен фиксатором, ползуном с упором, а с торца плоским основанием, расположенным перпендикулярно к стержню. Устройство просто по конструкции, а его использование позволяет с минимальными затратами времени ориентировать буровую машину в заданном направлении. 4 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для ориентации буровой машины, например переносного перфоратора, в заданном направлении бурения шпуров в горизонтальной плоскости, например, при бурении шпуров вертикальных призматических врубов, а также оконтуривающих шпуров по стенкам выработок. Для данных условий необходимо соблюдать паспортные горизонтальные углы наклона шпуров к плоскости забоя. Углы наклона врубовых шпуров составляют 60-70°, оконтуривающих - 80-85°. Отклонение направления шпуров от паспортных углов негативно влияет на параметры проходки выработки: врубовых шпуров - влечет уменьшение длины отрыва породы, а оконтуривающих шпуров - уменьшение или увеличение площади выработки.

Известно устройство для определения направления шпуров, включающее направляющий элемент, буровую штангу с втулкой и коронкой, при этом направляющий элемент непосредственно прикреплен к втулке, а буровая коронка размещена между соосно выполненных патрубков направляющего элемента на удалении от его оси не более радиуса буровой коронки (Патент РФ №2122100, МПК E21B 7/28, 1998 г.).

Недостатком данного устройства является то, что оно предназначено для направленного бурения шпуров, расположенных перпендикулярно к плоскости забоя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для направленного бурения шпуров по ранее установленному реперу, содержащее совмещаемый с репером указатель в виде стержня, (А.с. №323545, МПК E21B 47/02, 1972).

Недостатком данного устройства является высокие затраты времени на установку устройства на буровой машине и ее ориентацию в заданном направлении.

Задачей изобретения является снижение трудозатрат на ориентирование буровой машины в заданном направлении бурения шпуров.

Поставленная задача достигается тем, устройство для направленного бурения шпуров с помощью буровой машины по ранее установленному реперу, содержащее совмещаемый с репером указатель в виде стержня, который снабжен линейной угломерной шкалой, проградуированной по формуле:

,

где Lα - длина отрезка, соответствующая величине угла (α);

α - величина угла, град.;

b - расстояние от оси буровой машины до репера;

L - длина по оси буровой машины от места забуривания шпура на плоскости забоя до репера,

кроме того стержень снабжен фиксатором, ползуном с упором, а с торца плоским основанием, расположенным перпендикулярно к стержню.

Использование предлагаемого устройства позволяет с минимальными затратами времени ориентировать буровую машину в заданном направлении.

Размещение угломерной шкалы на стержне и выполнение ее линейной позволяет с минимальными затратами времени установить на шкале с помощью ползуна, имеющего возможность перемещения по стержню, значение угла заложения шпура к плоскости забоя.

Расчет угловых отметок угломерной шкалы по приведенной формуле позволяет осуществить разметку шкалы с учетом длины применяемой при бурении шпуров длину буровой штанги.

Посредством упора, закрепленного на ползуне, устройство устанавливается на расположенный на буровой машине репер, от которого произведен расчет угломерной шкалы углов заложения шпуров.

Наличие плоского основания, присоединенного перпендикулярно к торцу стержня, обеспечивает положение стержня, а следовательно, и угломерной шкалы перпендикулярно к плоскости забоя.

Простота конструкции устройства определяется наличием трех конструктивных элементов - плоского основания, стержня, а также ползуна с упором.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 показан общий вид устройства и его положение в забое при ориентации буровой машины в заданном направлении бурения шпура. На фиг. 2 показан вид устройства с боку. На фиг. 3 показан вид устройства сверху. На фиг. 4 приведена схема расчета угловых отметок линейной угломерной шкалы.

Устройство содержит стержень 1, на который надет ползун 2, снабженный упором 3. К торцу стержня 1 присоединено плоское основание 4. На стержне 1 размещена линейная угломерная шкала 5.

При необходимости, ползун 2 на стержне 1 может фиксироваться стопором 6.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Например, при бурении врубовых шпуров вертикального призматического вруба.

В проходческом забое размещается буровая машина, например, переносной перфоратор 7, снаряженный буровой штангой 8. На буровой машине отмечается положение репера 9, например, на торце рукояти перфоратора 7 - точка D. Буровая штанга 8 устанавливается в точку проектного положения шпура на плоскости забоя (точка А). Далее перфоратор 7 со штангой 8 устанавливают в направлении бурения шпура в горизонтальной плоскости по проектному углу заложения шпура в горизонтальной плоскости - углу α.

Для этого используется стержень 1, на котором на угломерной шкале 5 устанавливается численное значение искомого угла α. Для этого ползун 2 перемещают по стержню 1 до численной отметки угла α на угломерной шкале 5, рассчитанной с учетом длины штанги 8, используемой для бурения шпуров. Ползун 2, при необходимости, закрепляют в этом положении на стержне 1 фиксатором 6. Затем стержень 1 размещают между забоем и буровой машиной таким образом, чтобы плоское основание 4 всей площадью упиралось в плоскость забоя, а упор 3 в репер 9, расположенный на буровой машине. Буровая машина в таком положении установлена по проектному углу заложения шпура в горизонтальной плоскости. Устройство убирают и осуществляют бурение шпура.

Угол наклона шпура в вертикальной плоскости можно установить с помощью известного прибора - угломера, имеющего угломерную шкалу в виде полукруга с отвесом.

Репер 9 может быть расположен на перфораторе, на любом удобном месте для проведения работ по ориентированию перфоратора при бурении шпура.

Расчет плоской угломерной шкалы 5 по приведенной формуле осуществляется на фактическое положение репера 9, в соответствии с положениями:

Lα=AС·sinα-DC; BD=Lα; AE=L; BD=BC-CD; BC=AC·sinα;

CD=b/cosα; AC=AE+EC; ED=b; EC=b/ctgα; EC=b/ctgα;

,

отсюда:

Устройство может быть использовано также в качестве тренажера для глазомерного ориентирования, например, переносного перфоратора по отношению к плоскости забоя.

Для этого выполняются перечисленные выше действия - буровая машина устанавливается по проектному углу заложения шпура в горизонтальной плоскости. Бурильщик глазомерно фиксирует положение буровой машины относительно плоскости забоя при данном угле наклона штанги. Количество повторов устанавливается экспериментально.

Устройство просто по конструкции, а его использование позволяет с минимальными затратами времени ориентировать буровую машину в заданном направлении.

Устройство для направленного бурения шпуров с помощью буровой машины по ранее установленному реперу, содержащее совмещаемый с репером указатель в виде стержня, отличающееся тем, что стержень снабжен линейной угломерной шкалой, проградуированной по формуле:
,
где Lα - длина отрезка, соответствующая величине угла (α);
α - величина угла, град.;
b - расстояние от оси буровой машины до репера;
L - длина по оси буровой машины от места забуривания шпура на плоскости забоя до репера,
кроме того стержень снабжен фиксатором, ползуном с упором, а с торца - плоским основанием, расположенным перпендикулярно к стержню.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия. Ударный механизм включает цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой частью, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью, постоянно находящейся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, кольцевую камеру пневматического буфера, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части, образующую со стороны кольцевой камеры пневматического буфера кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом для подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха со стороны кольцевого фланца, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса.

Изобретение относится к строительству и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия. Ударный механизм включает цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой частью, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью, постоянно находящейся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, кольцевую камеру пневматического буфера, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части и образующую со стороны кольцевой камеры пневматического буфера кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом для подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха со стороны кольцевого фланца, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса.

Изобретение относится к строительству и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия. Ударный механизм включает цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой частью, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью, постоянно находящейся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, кольцевую камеру пневматического буфера рабочего хода, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части и образующую со стороны кольцевой камеры пневматического буфера рабочего хода кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом для подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха со стороны кольцевого фланца, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса.

Изобретение относится к строительству и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия. Ударный механизм включает цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой частью, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью, постоянно находящейся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, кольцевую камеру пневматического буфера, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части, образующую со стороны кольцевой камеры пневматического буфера кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом для подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха со стороны кольцевого фланца, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса.

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при производстве машин ударного действия. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве ручного инструмента для разрушения горных пород, бетона, облицовки печей, рубки металла и применяться в горном деле и в строительстве, а также в металлургической промышленности.

Изобретение относится к горной промышленности и строительству. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к молоткам и перфораторам, применяемым в строительстве, горнодобывающей промышленности и в геологоразведочных работах.

Изобретение относится к горному делу и строительству для забивания в грунт стержневых элементов. .

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Предложен тренажер, состоящий из кожуха, источника света, угломерной шкалы в виде полукруга с отвесом, и пластины.

Изобретение относится к картированию и бурению скважин. Техническим результатом является повышение точности определения траектории скважины между пунктами инклинометрии и расчета положения скважины.

Изобретение относится к способам и оборудованию, применяемым в технологических процессах, связанных с эксплуатацией подземной скважины, в частности к ориентированию обсадных или заливочных колонн.

Предложенная группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к технике создания скважинных инклинометрических систем, и может быть использована в горном деле для контроля деформационных процессов горных пород и закладочного массива.

Изобретение относится к кустовой разработке месторождений нефти и газа при использовании направленного бурения с применением скважинной телеметрической системы и станции геолого-технологических исследований (СГТИ).

Изобретение относится к приборам для каротажа скважин. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства и точности измерений за счет исключения систематических погрешностей прибора.

Изобретение относится к области геофизики, геологической разведки и может быть использовано при пробном, поисковом и эксплуатационном бурении скважин. Предложен способ зондирования, каротажа пород и позиционирования снаряда в буровой скважине, включающий генерацию электромагнитного и магнитного полей с помощью излучающей антенны и индуктора в виде постоянного магнита или электромагнита, дистанционные измерения параметров этих полей с помощью приемных антенн, трехосных магнитометров и градиентомеров, установленных в контрольных точках наблюдений (КТН) на поверхности Земли, и последующие вычисления на основе полученной при измерениях многомерной информации по соответствующим алгоритмам параметров идентифицируемых пород и параметров пространственного положения снаряда в буровой скважине.

Изобретение относится к области бурения подземных буровых скважин и измерения в них. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и повышение информативности исследований.

Изобретение относится к области бурения наклонно-направленных скважин, преимущественно кустовым способом с использованием телеметрической системы. Техническим результатом является повышение точности определения относительного положения забоя бурящейся скважины (БС) относительно неограниченного количества эксплуатационных колонн (ЭК) ранее пробуренных скважин (ПС) с идентификацией номеров этих скважин.

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может быть использовано для наклонометрии пластов и трещин в разрезах нефтегазовых, угольных, рудных и других месторождений.
Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности к инклинометрическим измерениям в процессе бурения. Техническим результатом является повышение точности определения параметров скважины при значительном уровне вибраций и наличии постороннего влияния магнитных масс. Предложен способ определения угловой ориентации скважины, включающий измерение с помощью трех взаимоперпендикулярных феррозондов компонентов полного вектора геомагнитного поля, определение по показателям трех взаимоперпендикулярных акселерометров компонентов полного вектора силы тяжести и вычисление по полученным данным промежуточных значений азимутального и зенитного углов, определение поправок и вычисление окончательных значений азимутального и зенитного углов скважины для каждой точки измерения. При этом перед началом измерений в скважине определяют систематические погрешности феррозондов и акселерометров, определяют ожидаемую скорость изменения азимутального и зенитного углов в процессе бурения и определяют компоненты геомагнитного поля и величину силы тяжести в районе проведения буровых работ. Кроме того в процессе измерения в скважине дополнительно измеряют уровень вибраций с помощью акселерометров. При низком уровне вибраций накапливают данные для расчета поправки на постороннее магнитное влияние и рассчитывают азимутальный, зенитный углы и угол установки отклонителя с учетом определенных ранее систематических погрешностей, ожидаемых показаний геомагнитного поля в районе бурения и ожидаемой скорости изменения углов скважины в процессе бурения. При высоком уровне вибраций преимущественно рассчитывают уточненное значение угла установки отклонителя, ориентируясь на текущие показания феррозондов. Причем измерение вибраций ведут с помощью второго трехосевого акселерометра с повышенной, по сравнению с первым, чувствительностью к вибрациям. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для ориентации буровой машины в заданном направлении бурения шпуров. Устройство для направленного бурения шпуров с помощью буровой машины по ранее установленному реперу содержит совмещаемый с репером указатель в виде стержня, который снабжен линейной угломерной шкалой, проградуированной по формуле:где Lα - длина отрезка, соответствующая величине угла ; α - величина угла, град.; b - расстояние от оси буровой машины до репера; L - длина по оси буровой машины от места забуривания шпура на плоскости забоя до репера. Кроме того стержень снабжен фиксатором, ползуном с упором, а с торца плоским основанием, расположенным перпендикулярно к стержню. Устройство просто по конструкции, а его использование позволяет с минимальными затратами времени ориентировать буровую машину в заданном направлении. 4 ил.

Наверх