Буровое сверло

 

(ii) 478938

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 2.02.73 (21) 1881225/22-3 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл. Е 21с 1/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений Опубликовано 30.07.75. Бюллетень № 28 (53) УДК 622.233.6 (088,8) н открытий

Дата опубликования описания 14.10.75

72) Авторы изооретения

Г. М. Маслюк и А. Г. Колесников (71) Заявитель

Донецкий научно-исследовательский угольный институт (54) БУРОВОЕ СВЕРЛО

Изобретение касается буровых сверл такого типа, которые осуществляют бурение шпуров на всю глубину одной штангой путем ее многократного перехвата.

Известны буровые сверла, в которых для перехвата штанги выдвижной полый шпиндель выполнен с внутренней резьбой и снабжен муфтой, расположенной между шпинделем и латроном, а штанга на своем;конце несет резьбовой упорный элемент. При этом патрон и корпус траверсы выполнены с элементами сцепления, для рассоединения которых при обратном ходе шпинделя между патроном и муфтой установлен упругий элемент.

Однако в таких сверлах невозможно использование обычных круглых буровых штанг, Применение же шестигранных штанг в связи с абразивным износом их граней делает работу сверла не только малоэкономичной, но и небезопасной, поскольку при износе граней происходит аварийное вывинчивание штанги из шпинделя сверла на маневровой скорости.

Кроме этого, необходимость поочередного соединения патрона со шпинделем или с корпусом траверсы требует наличия довольно сложных элементов сцепления на патроне и на корпусе траверсы, а также упругого элемента и фрикционной муфты, что усложняет конструкцию сверла.

Целью изобретения является использование штанг любого профиля и упрощение конструкции устройства.

Это достигается тем, что на одной боковой стороне витков резьбы упорного элемента вы5 полнены выступы, а на витках резьбы шпинделя — впадины, входящие в зацепление между собой при вращении шпинделя.

B результате такого выполнения при бурении происходит осевое смещение упорного

10 элемента относительно шпинделя и соединение их выступов и впадин, что исключает наличие специального патрона с элементами сцепления для передачи крутящего момента штанге.

15 На фиг. 1 дана кинематико-гидравлическая схема предлагаемого сверла; на фиг. 2 резьбовой упорный элемент внутри шпинделя в положении бурения; на фиг. 3 — то же, в положении перехвата штанги.

20 Сверло включает двигатель 1, соединенный через передачу 2 с гидронасосом 3, а через систему передач 4 — с выдвижным полым шпинделем 5, который кинематическп связан с траверсой 6. Полый шпиндель 5 с внутрен25 пей резьбой выполнен с продольными пазами

7 для образования па витка.; его резьбы впадин 8. Б полости шпинделя расположена буровая штанга с резьбовым упорным элементом 9, имеющим выступы 10 йа боковой стопо30 не своих витков.

478938

Гидронасос 3 через кран 11 (для ре«ерспрования потока масла) и кран 12 (для реверсированпя подачи) с помощью системы маслопроводов 13 соединен с гидродомкрата,»I 14 механизма подачи, штоки 15 которых связаны с траверсой 6. Траверса несет ролики 16 с осями вращения, расположенными перпендикулярно к оси шпинделя и связанпымп с гидроприводами 17.

Штоки 15 выполнены пустотелыми и являются одновременно частью системы маслопроводов для гидроприводов 17 траверсы 6, при этом внутренняя полость одного из них гидравлически соединена со штоковыми, а другая с поршневыми полостями домкратов 14 подачи.

В гидроснстему включен предохранительный

18 и подпорный 19 клапаны. Подпорный клапан 19 включен в маслопровод слива поршневых полостей домкратов подачи.

Работа описываемого сверла складывается из трех операций: бурения, перехвата штанги и извлечения штанги из шпура.

При бурении гидродоелкраты 14 передвигают траверсу 6 и шпиндель 5, вращающийся по направлению движения часовой стрелки, на забой (на чертеже влево). При этом буровая штанга 20 вращается и подается на забой вместе со шпинделем 5, поскольку смещенный назад упорный элемент 9 передает ей от шпинделя 5 осевое усилие, а также крутящий момент благодаря зацеплению выступов 10 II впадин 8, как показано на фиг. 2. Выдача буровой мелочи из шпура достигается путем применения муфты осевой промывки, установленной на упорном элементе, к которой промывочная жидкость подводится по шлангу расположенного в задней части пустотелого шпинделя (не показано).

Для выполнения перехвата штанги 20 направление перемещения траверсы.6 с помощью крана 12 реверснруется, и траверса, а вместе с ней и шпиндель 5 начинают ".åðåìåùàòüñÿ от забоя, что вызывает смещение вперед упорного элемента 9 и выход его выступов 10 из зацепления со шпинделем 5, как показано на фиг. 3. Одновременно ролики 16 с помощью гидроприводов 17 прижимаются к буровой штанге 20 и тормозят ее от вращения. При этом шпиндель 5, вращаясь в том же направлении и перемещаясь от забоя, вывинчивает штангу, которая перемещается при этом в сторону забоя. Если скорость продольного перемещения шпинделя от забоя и скорость перемещения штанги в сторону забоя QTHocèòåëüно шпинделя равны по величине, то буровая штанга относительно забоя в процессе ее перехвата остается неподвижной.

При достижении траверсой 6, а вместе с ней и шпинделем 5 исходного положения направление подачи с помощью крана 12 снова реверсируется, при этом ролики 16 с помощью своих гидроприводов 17 автоматически отводятся îr штанги, упорный элемент 9 смещается назад «доль осп штанги, его выступы 10 заходят во впадины 8, и oII начинает передавать штанге осевое усилие и крутящий момент, 5 т. е. начинается следующий цикл бурения, и так до тех пор, пока не пробурен шпур на требуему|о глубину в пределах общей длины бу ровой штанги.

Операции извлечения буровой штанги из

10 шнура предшествует положение, когда буровая штанга 20 выдвинута из шпинделя 5, а шпиндель 5 из сверла. При этом для извлечения буровой штанги из шпура необходимо гидродомкраты 14 переключить с помощью крана

15 12 для перемещения траверсы от забоя, а вращение шпинделя 5 изменить в направлении движения часовой стрелки.

После выполнения указанных переключений траверса 6 и шпиндель 5 перемещаются от за20 боя, а ролики 16 с помощью гидроприводов

17 зажимают штангу, и она затормаживается от вращения. Вращающийся против направления движения часовой стрелки шпиндель ввинчивает буровую штангу в себя, в результате чего она извлекается из шпура со скоростью, равной скорости перемещения траверсы и скорости ввинчивания буровой штанги в шпиндель.

При окончании хода траверсы дальнейшее з0 извлечение буровой штанги из шпура продолжается только за счет ввинчивания ее в шпиндель, при этом гидронасос 3 сверла в этот период работает на сброс масла через предохранительный клапан 18.

Ç5 Если двигатель при окончании извлечения штанги не выключен, штанга, будучи заторможенной, начнет вращаться между зажимающими ее роликами 16.

B случае применения некруглых, например, 40 витых буровых штанг, к траверсе 6 шарнирно крепится свободно вращающийся цилиндрический люпет (не показан), имеющий по оси продольное отверстие, соответствующее конфигурации проходящей через него штанги. Люнет

45 прн перемещении траверсы от забоя тормозиться от вращения роликами 16, прижимаемыми к нему гидроприводами 17.

50 Предмет изобретения

Буровое сверло, содержащее связанный с приводом вращения и механизмо л подачи полый шпиндель с внутренней резьбой, находя55 щейся в зацеплении с резьбой упорного элемента, который соединен с буровой штангой, отличающееся тем, что, с целью использования JIITBHI любого профиля и упрощения его конструкции, на одной боковой стороне

60 витков резьбы упорного элемента выполнены выступы, а на витках резьбы шпинделя— впадины, входящие между собой в зацепление при вращении шпинделя, 10

Составитель Ю. Мотов

Техред 3. Тараненко Корректор T. Добровольская

Редактор О. Юркова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2511/16 Изд. № 1677 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5