Устройство для бурения фасонных скважин

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 866156

Союз Советсиии

Социалистические

Ресгтублии (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 11. Об. 79 (2 t ) 2784192/22-03 с присоединением заявки J6— (23) Приорнтет—

Опубликовано 23.09.SING Бголлетень М35

Дата опубликования описания 25.99.81 (5l)M. Кл, Е 21 С 1/14

1Ьоудоретееннцй комитет

СССР ао делен изаоретеиий и открытий (53) УДКб22.233. . 05 (088. 81 (72) Авторы изобретения

В.В. Ламбров, В. Г. Крылов, В, К. Садчиков, .Б;-6;- -Горбачевский, И.С. Рогач и E.Ê. Клубничкин

I (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ФАСОННЬХ

СКВАЖИН го

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для бурения фасонных скважин, преимущественно горизонтальных и наклонных.

Известно устройство для бурения фасонных скважин, содержащее шнек с буровой коронкой и установленную между ними оконтуривающую режущую раму $1).

Однако это устройство имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что оно может быть применено только на многошпиндельной машине, так как не имеет стабилизатора направления бурения и требует применения специального привода для поперечного колебания рамы.

Известно также устройство для бурения фасонных скважин, включающее шнек с буровой коронкой, установленную между ними оконтуривающую режущую раму и стабилизатор направленности бурения, в котором свободно пропущен шнек с валом (?g.

Однако известное устройство характеризуется значительными недостатками, заключающимися в том, что оно сложно по конструкции, так как содержит множество взаимодействующих между собой механических и гидравлических узлов, снижающих надежность работы устройства. Оно ограничено по принципиальным возможностям, поскольку в случае необходимости замены оконтуривающей рамы квадратной формы на другую форму (эллиптическую, треугольную и т.п.) требуется изменение конструкции и компоновки ряда узлов устройств.

Цель изобретения — получение скважин различной конфигурации и упроще-. ние конструкции.

Эта цель достигается тем, что вал шнека снабжен дисковым водилом, при этом рабочая плоскость водила расположена под углом к оси вала шнека с возможностью взаимодействия с оконтуривающей режущей рамой, а ре86615 жущая рама шарнирно укреплена на валу шнека.

Причем шарнир выполнен в..виде кардана, одна вилка которого, расположенная со стороны буровой коронки, установлена на валу шнека посредством упорного подшипника и жестко соединена посредством кронштейнов со стабилизатором, а крестовина и другая вилка кардана выполнены с соосными центральными, тороидальной формы, отверстиями, в которых свободно пропу- . щен вал шнека, а оконтуривающая режущая рама укреплена на этой вилке.

Кроме того, верхняя часть стаби l5 лизатора выполнена в виде полуцилиндра с диаметром меньшим диаметра буровой коронки, а нижняя часть — соответственно форме оконтуривающей режущей рамы.

На фиг ° 1 изображен общий вид устройства с продольными разрезами стабилизатора, крестовины и примыкающей к дисковому водилу вилки с оконтуривающей режущей рамой и частичным

25 разрезом вала шнека с дисковым водилом1 на фиг,2 — разрез A-А на фиг. l > на фиг.3 — вид В на фиг,3, где пунктирными линиями показаны варианты конфигурации оконтуривающей режущей рамы - прямоугольной и шестиграннои.

Устройство для бурения фасонных скважин состоит из шнека 1 с буровой коронкой 2, установленной между ними оконтуривающей режущей рамы 3 и стабилизатора 4 направленности буре- 55 ния, в котором свободно пропущен шнек 1, связанный с опорными лучами

5 «.табилиэатора 4 посредством подшипниковых узлов 6. Рама 3 посредством шарнира укреплена на валу 7 шнека 1, 40 который снабжен наклонно (под углом с ) расположенным дисковым водилом 8.

Упомянутый шарнир выполнен в виде кардана, одна вилка 9 которого,.расположенная со стороны коронки 2, установлена на валу 7 шнека 1 посредством подшипникового узла 10, включающего упорный подшипник 11, и жестко соединена посредством кронштейнов

12 со стабилизатором 4, а крестовина

13 и другая вилка 14 кардана выполнена с соосными центральными торондальной формы отверстиями 15 и !6, в которых свободно пропущен вал шнека 1, причем рама 3 укреплена на 55 вилке 14 (на фиг.3, вилка 14 и рама 3 условно показань как единое це" лое, но 1Ipяктически они выполняют6 Д ся разъемными, с целью обеспечения возможности замены рамы одной формы на другую, а также для выполнения ремонтаl.

Нижняя часть стабилизатора 4 выполнена соответственно форме нижней части рамы 3 1на фиг.l и 2. это половина квадрата а, являющегося одним из вариантов формы рамы 3, а на фиг.3 - половина прямоугольника и шестигранника}, а верхняя — в виде полуцилиндра д с диаметром меньшим диаметра буровой коронки 2, что обес- печивает наличие зазора (фиг.!).

Для варианта рамы квадратной формы (фиг.!) предусмотрены конические ролики !7, взаимодействующие с верхней частью стенки скважины 4 . Дпя других форм рамы 3 указанные ролики должны устанавливаться в местах, где их контакт со стенкой скважины исключает подъем коронки 2 вверх (т.е. увод скважины вверх) и не препятствует свободному вращению стабилизатора

4 на вале 7 (если исключить взаимодействие стабилизатора 4 с нижней частью стенок скважины).

Стабилизатор 4 в нижней своей части выполнен с приемным выступом 18 с цилиндрическим внутренним вырезом ,.сходящим почти на нет в направлении к раме 3. Предлагаемое устройство посредством замка 19 соединено со ставсм 20 шнеков, связанных с приводом их подачи и вращения (не показаны). Коронка 2 снабжена внутри витками 2! шнека. Силовой контакт круговой поверхности водила 8 с вилкой 14 и рамой 3 осуществляется посредством роликов 22.

С помощью привода через став 20 осуществляют. вращение и подачу устройства в сторону горного массива.

Коронка 2 отбивает от массива горную массу, которая витками 21 своего шнека эвакуирует отбитую горную массу иэ забоя и проталкивает ее между стойками рамы 3 н шнеку 1. Этому перемещению горной массы способствует подача устройства в образуемую скважину, наличие приемного выступа 18 и качательные движения рамы 3.

Поскольку нижняя часть O стабили.затора 4 имеет значительно большую массу, чем ее верхняя часть (фиг,2) то под влиянием силы тяжести стабилизатор 4 стремится занять положение согласно фиг.! и 2, при этом через кронштейны 12 удерживать от вращения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США )) 3856357, кл. 29940 12, опублик. 1973 °

2. Патент США В 4059163, кл. 175-73, опублнк. 1977 (прототип).

5 86 (поворота) узел 10 вместе с вилкой 9 кардана.

Внутренние диаметры тороидов отверстий 15 и 16 больше диаметра вала 7 в месте их установки на нем (на проточке вала 7) на величину, обеспечивающую свободный поворот рамы 3 в пределах телесного угла, оп-, ределяемого плоским углом 2 К, т,е. без взаимодействия тороидов с валом 7.

Вследствие такой связи кардан не вращается вокруг продольной оси вала 7, а его крестовина 13 и вилка

14 вместе с рамой 3 получают равномерное, синхронное со скоростью вращения вала 7 волнообразно-качательное движение, так что, например, крайние, расположенные по периметру, точки (резцы), которые показаны волнистой линией, качаются по дугам с радиусами, равными расстоянию этих точек от точки качания, находящейся на пересечении оси вилки 9 с осью вала 7.

Это движение им передается через укрепленные на дисковом водиле 8 ролики 22, которые обкатывая вилку 14 (или раму 3), что одно и то же, заставляют ее вместе с крестовиной 13 качаться по вышеуказанной с еме.

При этом, поскольку расстояние между противоположными стенками квадрата, рамы 3) равно диаметру коронки 2, то выступающие за этот диаметр части рамы 3 прн волнокачательном движении подрабатывают цилиндрическую стенку скважины, оконтуривая ее до формы

pSNbl 3 °

Формула изобретения

1 ° Устройство для бурения фасонных скважин, включающее шнек с буровой

6156 6 ь коронкой, установленную между ними оконтуривающую режущую раму и стабилизатор направленности бурения, s котором свободно пропущен шнек с валом, отличающееся тем, что, с целью получения скважин различной конфигурации и упрощения конструкции, вал шнека снабжен дисковым водилом, при этом рабочая плоскость

10 водила расположена под углом к оси вала шнека с возможностью взаимодействия е оконтуривающей режущей рамой а режущая рама шарнирно укреплена на валу шнека, 2 ° Устройство no n ° 1, o T л и ч а ю щ е е с я тем, что шарнир выполнен в виде кардана, одна вилка которого, расположенная со стороны буровой коронки, установлена на ва-. лу шнека посредством упорного подшипника и жестко соединена посредством кронштейнов со стабилизатором, а крестовина и другая вилка кардана выполнены с >соосными центральными, тороидальной формы, отверстиями, в которых свободно пропущен вал шнека, причем оконтуривающая режущая рама укреплена на этой вилке.

3. Устройство по п.), о т л и30 ч а ю щ е е с я тем, что верхняя часть стабилизатора выполнена в виде полуцилиндра с диаметром меньшим диаметра буровой коронки, а нижняя часть — соответственно форме оконтуривающей режущей рамы.