Расширитель обратного хода

 

НС А1 й

Союз Советскик

Социалистических

Республик!

< >717323

i г

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЮЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070378 (21) 2590136/22-03 (53) . (л.2

Е 21 С 17/00 с лрисоедииенйем заявки N9

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 250280. Бюллетень ¹ 7 (53) УДК 622,233. .051.77 (088.8) Дата опубликования описания 2502.80

М.С. Сафохии, И.Д. Богомолов, К.В. Начен, Ю.С. Щербаков и A.М. Цехин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Куэбасский политехнический институт (54) РАСШИРИТЕЛЬ ОБРАТНОГО ХОДА

2 аИзобретение относится к буровым устройствам, предназначенным для раэбуривания пилот-скважин обратным ходом, и может быть использовано в горном деле.

Известен расширитель, включающий приводной вал, лучи с рабочим инструментом и тормозной фонарь с башмаком (1) .

Наиболее близким из известных технических решений является расширитель обратного хода, включающий приводной вал, втулку, лучи с рабочим инструментом, тяги и тормозной фонарь с башмаками (21.

Недостатком известных устройств является невозможность автоматического приспособления опорно-тормозных башмаков к профилю стенки скважины и, как следствие этого, невоз- 20 можность саморегулиронания момента сопротивления на тормозном фонаре.

Разбуривание скважины обратным ходом с распором опорно-тормозного фонаря и стенки выфреэерованного паза возможно лишь в.,крепких монолитных породах, где стенки, паза выдерживают усилия, возникающие на тормозном фонаре. Усилия на тормозном Фонаре Формируются в зависимости 30 от сил резания на рабочем инструменте и н результате вращения маховых масс (например корпуса расширителя).

При разбуриваиии скважин н слабых, кляважистых и нарушенных массивах (например по углю) торможение о стен ки профреэерованного паза является неэффективным, так как стенка паза разрушается иэ-за недостаточной крепости горного массива и обрушений нарушенных горных пород. Жесткое выполнение обода тормозного фонаря не позволяет ликвидировать зазора между стенкой скважины и опорной поверхностью обода при прохождении нарушенного места.

Цель изобретения — автоматическое регулирование усилия распора тормозного фонаря о стенки скважины.

Это достигается тем,что расширитель снабжен нижним и верхним корпус ми, которые сопряжены между собой с возможностью вращения относительно друг друга, и стойкой, связанной с приводным налом с воэможностью осе ного перемещения, а башмаки посажены на оси, которые подвижно размещены в пазах лучей и подпружинены, при этом стойка установлена в верхнем корпусе и имеет н нижней торцовой ча

717323 ти выступ, а на верхней части, расположенной вне корпуса, выполнена резьба, с которой сопряжена гайка, а к ней шарнирно прикреплены одни кон цы тяг, а другие — к лучам.

Приводной вал в верхней части снабжен конусом трения, а в нижней части стойки выполнена цилиндроконическая полость для взаимодействия с конусом трения. Кроме того, между верхней внутренней поверхностью верхнего корпуса и выступом стойки установлен упругий элемент.

На фиг, 1 изображена общая схема расширителя; на фиг. 2 — схема ла пы фонаря.

Расширитель обратного хода состоит из приводного вала 1 с жестко закрепленной на нем шестерней 2 и конусом трения 3, нижнего корпуса 4, в котором крепятся оси 5 с шестернями 6. К корпусу 4 жестко крепятся лучи 7 с рабочим инструментом 8 (например дисковые шарошки) . Нижний корпус 4 сопряжен с верхним кор" пусом 9 так, что они имеют возможность вращаться относительно друг друга.

К верхнему корпусу 9 подвижно в осевом направлении крепится стойка

10, имеющая резьбу. Со стойкой резьбовой поверхностью сопряжена гайка 11 к проушинам которой шарнирно крепятся одни концы тяг 12, другие концы которых шарнирно крепятся к лапам 13

Фонаря, В лапах фонаря имеются профрезерованные пазы 14, в которых подвижно размещень оси 15. К осям 15 одним концом прикреплены упругие элементы 16, другой конец которых соединен с лапами фонаря. На осях 15 посажены опорно-тормозные башмаки 17.

Лапы 13 шарнирно крепятся к втулке

18, которая подвижно сопряжена с цилиндрической поверхностью стойки 10.

От осевого смеюения относительно стойки втулка фиксируется известны- ми способами.

Конец стойки 10, входящий в верхний корпус расширителя, имеет проточку 19 и выступ 20.

Проточка 10 имеет конусные поверх" ности 21 сопряжения. Между выступом

20 и корпусом 9 укреплен упругий элемент 22.

Верхний корпус 9, а вместе с ним и нижний корпус."4 имеют возможность осевого перемещения относительно стойки 10 за счет шлицевого соединения. 23 °

Ограничителем осевого перемещения стойки 10 внутрь корпуса 9 служит бурт 24, расположенный на стойке 10, Закручивая гайку 1)., с которой связаны тяги 12, устайавливается фонарь на нужный диаметр скважины с необходимым тормозным усИлием, которое обеспечивает Функционирование расширителя .

При установке фонаря на необходимый диаметр скважины происходит первоначальное сжатие упругих элементов 16. Расширителю обратного хода вращение и поступательное перемещение передается от буровой машины по буровому ставу приводному валу 1, от которого вращение передается системе зубчатых колес 2, 6. Совершая круговое движение по верхнему корпусу 9, представляющему зубчатый венец, шестерни 6 осями 5 приводят во вращение нижний корпус 4 с лучами

7 и рабочим инструментом 8.

В случае разрушения стенки скважины срабатывают упругие элементы 16, при этом оси 15 с закрепленными на них опорно-тормозными башмаками перемешаются в пазах 14 лап фонаря.

Опорно-тормозные башмаки распираются в стенку скважины с некоторым усиЩ лием. Если упругие элементы 16 не обеспечивают необходимого тормозного усилия, начинает вращаться верхний корпус 9 с резьбовой стойкой 10.

Гайка 11 свинчивается и распирает лапы тормозного Фонаря до необходимого тормозного усилия. При этом опять происходйт сжатие упругих элементов 16.

При проходе опорно-тормозными башмаками максимального размера нарушения от действия реакций со стороны стенок скважины оси 15 перемешаются в пазах 14 лап 13. В случае нехватки диапазона складывания за счет движе- ния осей 15 (упругий элемент 16 сжат, а ось 15 упирается в стенку паза 14) фонарь зависает.

При этом корпус 9 расширителя за счет шлицевого соединения 23 продолжает перемещаться в осевом направле40 нии. Корпус 9 при перемещении сжимает упругий элемент 22, а конус трения 3 входит в контакт с поверхностью 21 сопряжения проточки 19, при этом начинает вращаться резьбовая стойка 10 с корпусом 9. (Такой случай обязательно будет при полном выборе диапазона хода корпуса 9 в осевом направлении и при отсутствии контакта рабочего инструмента с забоем. Отсутствие кон50 такта объясняется тем, что при выборке хода корпусов уже весь расширитель зависнет и рабочий инструмент разрушит массив) .

Корпус 9 будет вращаться с той же скоростью, что и шестерня 2, поэтому, шестерня 6 будет выполнять роль неподвижного передаточного звена,которое осью 5 будет вращать корпус 4.

При таком вращении корпусов 4, 9 и стойки 10 гайка 11 навинчивается и

60 сокращает размеры тормозного фонаря.

При сокрашении размеров фонаря ликвидируется зависание фонаря. Удругий элемент 22, разжимаясь, перемещает корпус 4 в исходное положение. При пода 5 че рабочего инструмента и, следова717323 тельно, всего расширителя на забой в месте контактов возникают реакции.

Если усилия распора на хватит, вра- щение от шестерни 2 будет передано . шестерне 6, которая будет вращать верхний корпус со стойкой 10. При этом гайка 11, свинчиваясь, распирает опорно-тормозные башмаки о стенки скважины. Как только усилие распора превысит усилие, возникающее под рабочим инструментом, корпус 9 остановится. Шестерни 6, обкатываясь по зубчатому венцу, приведут во вращение корпус 4 с рабочим инструментом. Осуществляется процесс бурения.

При встречЕ со следУющим нарУшением цикл его перехода повторяется.

Формула изобретения

1. Расширитель обратного хода, включающий приводной вал, втулку, лучи с рабочим инструментом, тяги и тормозной фонарь с башмаками, отличающийся тем, что, с целью автоматического регулирования усилия распора тормозного фонаря о стенки скважины, снабжен нижним и верхним корпусами, которые сопряжены между собой с возможностью вращения относительно друг друга, и стойкой, связанной с приводным валом с воэможностью осевого перемещения, а башмаки посажены на оси, которые подвижно размещены в пазах лучей и подпружинены.

5 2. Расширитель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что стойка установлена в верхнем корпусе и имеет в нижней торцовой части выступ, а на верхней части, расположенной вне корпуса выполнена резьба, с которой сопряжена гайка, а к ней шарнирно прикреплены одни концы тяг, а другие — к лучам.

3. Расширитель по пп.1 и 2,о тл и ч а ro rrr и и с я тем, что приводной вал в верхней части снабжен конусом трения, а в нижней части стойки выполнена цилиндроконическая полость для взаимодействия с конусом трения.

20 4. Расширитель пп. 1, 2 и 3, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что между верхней внутренней поверхностью верхнего корпуса и выступом стойки установлен упругий элемент.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

Р 229398, кл. Е 21 Р 3/00, 1965.

2. Информационный листок Кемеровского ЦНТИ Р 170-76, 1976.