Устройство для проведения горных выработок бурением

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Советскик

Социалистических

Республик

Е 21 Р 9/08 с прнсоеаииением заявки,1В— (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.81 ° Бюллетень М 46

Дата оаублииования описания 17. 12.81 (53) ЙК 622.233 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

А. И. Лагерь, Н. И. 1Путий и И. Н. Шутий

7 Гс

Красноярский ордена Трудового Красного институт цветных металлов им. И. И. Калинина (71) Заявитель (S4) УСТРОйОТВО gym 1IeoaEPWua rOPuam

ВЫРАБОТОК БУРЕНИЕИ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно устройствам для проведения горных выработок бурением.

Известна установка для бурения вертикальных горных выработок, включающая корпус, днище с режущими элементами, шнековый бур, механиэиы стопорения и приводную штангу (1 ).

Однако известная установка может работать только в вертикальном поло10 жении с принудительньа вращением с дневной поверхности через приводную штангу-колонну бурильных труб.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для проведения горных выработок бурением, включающее забойные двигатели, долота, шарнирные узлы крепления, гибкии трубопровод, внутреннюю обо20 лочку, радиальные опоры, наружную оболочку на опорах передвижения, сальник-вертлюг со стволом, колонну бурильиых труб, редуктор с полым валом и эластичную муфту 12).

Однако нижняя часть известного устройства может вращаться только вокруг вертикальной оси и только под действием реактивного момента, так как компановка из двух или более турбобуров имеет плоскую форму и поэтому при отклонении от вертикальной оси эта компановка ложится плоскос" тью н не вращается, работает только под действием реактивного момента турбобуров, потому что отсутствует какой-либо источник для принудительного вращения. При работе же устройства, например, в анизотропных породах илн при осложнениях на забое реактивный момент или незначительный, или отсутствует польностью, в этих случаях необходимо принудительное вращение.

Цель изобретения — расширение области применения устройства путем

889858 4 возможности проходки горизонтальных выработок.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным редуктором с гидродвигателем, 3 размещенных внутри наружной оболочки, при этом выходной вал редуктора установлен между внутренней оболочкой и стволом сальника-вертлюга, на боковой поверхности которого закреплена 10 наружная оболочка, а гидродвигатель имеет гибкий трубопровод и регулировочное устройство для подвода рабочей жицкости из колонны бурильных труб. !5

На фиг. 1 изображено реактивнотурбинное устройство с проводом принудительного вращения; на фиг. 2— буровой снаряд с использованием реактивно-турбинного устройства при бурении горизонтальных и наклонных выработок, общий вид.

Устройство для проведения горных .выработок бурением содержит вращающиеся элементы: забойный двигатель 1, долота 2, внутреннюю оболочку 3 с передней 4 . и тыльной 5 шайбами, шарнирные узлы 6, гибкие трубопроводы 7 и радиальные опоры 8. Оно имеет также невращающиеся наружную оболочку 9,посадочное гнездо 10 под сальник-вертлюг, направляющие 11 под радиальные опоры 8 и катки 12, на которых установлена оболочка 9. В устройство, кроме того, входят сальник-вертлюг со стволом 13, корпусом 14 и верхнеи

ЭЗ частью 15 и привод принудительного вращения, состоящий из корпуса редуктора 1ф, ведущего вала 17, двигателя 18, ведомого вала 19, эластичной муфты 20, гибкого трубопровода 21 и

40 регулировочного механизма 22. К сальнику-вертлюгу крепятся колонны бурильных труб 23. .Для бурения к колонне труб прикрепляют наголовник 24 с блоками 25

45 и 26, которые связаны с блоками 27, 28 и 29,канатом 30, концы которого

32 и 32 соединены с измерительным прибором 33 и лебедкой 34. Для извлечения устройства из выработки служит лебедка 35 с канатом 36.

Устройство работает следующим образом.

Поток промывочной жидкости, подаваемый под напором 1Io колонне бурильных труб, поступает по стволу 13 сальника-вертлюга, по полому валу 19 привода, по гибким трубопроводам 7 в забойные двигатели 1. В забойных двигателях гидравличес кая энергия пре образовывается в механическую, вращая на своих валах долота. Под действием реактивного момента турбобуров оболочка с устройством вращается вокруг своей оси в противоположном направлении вращения долот 2.

Для подстраховки действия реактивного момента на вращение оболочки с устройством через регулируемое устройство 22 подается из колонны бурильных труб часть жидкости по гибкому трубопроводу 2! в гидравлический двига— тель 18. В гидравлическом двигателе

18 гидравлическая энергия преобразовывается в механическую, вращая ведущий вал 17, и через систему зубчатых колес передает вращение на ведомый вал 19. Так как на ведомом валу

l9 закреплена оболочка с устройством, то крутящий момент привода вращает ее в направлении действия реактивного момента. При такой работе с противоположной стороны ведомого вала

19 через эластичную муфту 20 вращается и ствол 13 сальника-вертлюга. При этом корпус 14 сальника-вертлюга не вращается, а так как колонна бурильных труб закреплена в верхней части корпуса 14 сальника-вертлюга, то она не вращается, а служит как подающий став для подвода жидкости и передачи осевых нагрузок.

Бурение осуществляется следующим образом.

В горной выработке подготавливают площадку по направлению оси проводимой выработки. На площадку устанавливают реактивно-турбинное устройство и к нему закрепляют колонну труб. На верхнюю часть колонны труб одевают наголовник 24 с блоками 25 и 26. В плоскости оси труб, по сторонам выработки устанавливают блоки 27,28 и 29. Через блоки 25-29 протягивают канат 30, а образовавшиеся концы 31 и 32 закрепляют один к измерительному прибору 33, а второй — на лебедку

34. Наматывая конец 32 каната на барабан лебедки и через 24 и 25 на колонну труб, осздается осевое давление, в результате чего устройство с работающим двигателем врезается в забой и долотами малого диаметра поражает забой выработок диаметром в два раза больше диаметра долота. Из выработки устройство извлекается лебедкой 35 с помощью каната 36.

889858

Формула изобретения фиг. 7 иг.

ВНИИПИ Заказ 109)9/52 Тираж 630 Подписное

Филиал ППП Гатент, г. Ужг р д, 1I I l о о ул. Проектная, 4

Устройство для проведения горных выработок бурением, включающее забойные двигатели, долота, шарнирные узлы крепления, гибкий трубопровод, внутреннюю оболочку, радиальные опоры, наружную оболочку на опорах передвижения, сальник-вертлюг со стволом, колонну бурильных труб, редуктор с полым валом и эластичную муфту, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства путем возможности проходки горизонтальных выработок, устройство снабжено дополнительным редуктором с гидродвигателем, размещенных внутри наружной оболочки, при этом выходной вал редуктора установлен между, внутренней оболочкой и стволом сальника-вертлюга, на боковой поверхности которого закреплена наружная оболочка, а гидродвигатель имеет гибкий трубопровод и регулировочное устройство для подвода рабочей жидкости из колонны бурильных труб.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 93756, кл. Е 21 В 3/08, 1951.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 123108, кл. Е 21 D 1/06, 1958.