Буровая машина для проведения восстающих скважин

 

Изобретение относится к буровым машинам для направленного проведения восстающих скважин большого диаметра по породам различной крепости. Задача изобретения - снижение динамических нагрузок на привод исполнительного органа, повышение маневренности машины и расширение сферы ее применения. Буровая машина для проведения восстающих скважин большого диаметра содержит приводной исполнительный орган с породоразрушающими инструментами, приводные гусеничные тележки и узел их распора в виде цилиндра, установленного с возможностью взаимодействия с шарнирно-рычажными механизмами, связанными с тележками. Породоразрушающие инструменты установлены с возможностью взаимодействия с закрепленными на исполнительном органе упругими элементами. Узел распора снабжен пружинами, имеющими возможность взаимодействия с цилиндром и шарнирно-рычажными механизмами, каждый из которых содержит устройство тяги с механизмом изменения ее длины. Породоразрушающие инструменты могут быть соединены с упругими элементами. Машина может иметь сменные расширители скважины, а также лазерное визирующее устройство. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам механизации подготовительных работ при подземной добыче полезных ископаемых и предназначено для направленного проведения восстающих скважин по породам различной крепости.

Известна сбоечно-буровая машина (Авт. св. СССР N 1680974, кл. E 21 C 27/24, 30.09.91, бюл. N 36), содержащая приводной исполнительный орган с породоразрушающими инструментами, приводные гусеничные тележки и узел их распора, связанный с тележками шарнирно-рычажными механизмами. В этой машине велики динамические воздействия на трансмиссию исполнительного органа и не предусматривается управление узлом распора гусеничных тележек, что снижает надежность машины и сужает сферу ее применения.

Наиболее близкой к изобретению является сбоечно-буровая машина, содержащая приводной исполнительный орган с породоразрушающими инструментами, приводные гусеничные тележки и узел их распора в виде цилиндра, установленного с возможностью взаимодействия с шарнирно-рычажными механизмами, связанными с тележками (Авт. св. СССР N 101918, E 21 D 13/04). В этой машине трансмиссия исполнительного органа также подвергается высоким динамическим воздействиям, а изменение направления движения машины осуществляется путем изменения положения исполнительного органа относительно продольной оси, что не обеспечивает требуемую маневренность машины.

Задача изобретения состоит в том, чтобы снизить уровень динамических воздействий на привод исполнительного органа и повысить степень управляемости машиной с целью расширения сферы ее применения.

Эта задача решается буровой машиной для проведения восстающих скважин, содержащей приводной исполнительный орган с породоразрушающими инструментами, приводные гусеничные тележки и узел их распора в виде цилиндра, установленного с возможностью взаимодействия с шарнирно-рычажными механизмами, связанными с тележками, у которой породоразрушающие инструменты установлены с возможностью взаимодействия с закрепленными на исполнительном органе упругими элементами, а узел распора дополнительно снабжен пружинами, имеющими возможность взаимодействия с цилиндром и шарнирно-рычажными механизмами, каждый из которых содержит устройство отклонения тележки в виде регулируемой тяги с механизмом изменения ее длины. При этом породоразрушающие инструменты могут быть непосредственно соединены с упругими элементами.

Машина может быть снабжена расширителем скважины, работающим при обратном ходе.

Для визирования положения машины в проходимой скважине она может быть оборудована лазерным устройством.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемой машины; на фиг. 2 - исполнительный орган; на фиг. 3 - узел распора с шарнирно-рычажным механизмом; на фиг. 4 - проведение скважины с помощью предлагаемой машины.

Буровая машина предназначена для бурения снизу вверх сплошным забоем восстающих скважин под углом 45-90^o диаметром 0,8 м с последующим расширением обратным ходом до 1,5 м. Все приводы и системы регулирования машины выполнены гидравлическими.

Машина содержит приводной исполнительный орган 1 планетарного типа с породоразрушающими инструментами 2, выполненными в виде ударных кулаков с зубками, установленных на корпусе 3 исполнительного органа. Инструменты 2 связаны с корпусом 3 с помощью закрепленных на нем упругих элементов 4. Возможен также вариант (на чертежах не показан), при котором инструменты 2 непосредственно не соединены с упругими элементами 4. Упругая связь между инструментами 2 и корпусом 3 исполнительного органа позволяет значительно снизить динамические нагрузки на корпус 2 и, следовательно, на элементы трансмиссии, при этом разрушение забоя производится за счет инерционных сил.

Перемещение машины по скважине обеспечивается гусеничным ходовым устройством, которое содержит три гусеничные тележки 5, расположенные под углом 120^o, и прижимаемые к стенкам скважины с помощью узла распора 6. При этом каждая тележка 5 связана с узлом распора 6 соответствующим шарнирно-рычажным механизмом 7.

Узел распора 6 выполнен в виде пакетов пружин 8, обеспечивающих усилие до нескольких тонн, передаваемое через тарелки 9 на рычаги 10 прижатия тележек к стенкам скважины. Кроме того, узел распора содержит дистанционно управляемый гидроцилиндр 11 с поршнем 12, взаимодействующий с пружинами 8 с одной стороны и соединенный с тарелкой 9 с другой стороны, при этом шток 13 гидроцилиндра 11 связан с противоположной тарелкой 9.

Шарнирно-рычажный механизм каждой тележки включает регулируемую тягу 14, снабженную, например, винтовым устройством 15, обеспечивающим изменение ее длины. Привод винтового устройства 15 осуществляется дистанционно управляемым гидроцилиндром 16. Регулируя длину тяги 14, производят отклонение тележки относительно оси проходимой скважины, в результате чего осуществляется поворот всей машины.

Управление машиной производится дистанционно с пульта 17, расположенного в выработке.

Предлагаемая машина работает следующим образом.

Машину на стартовой тележке 18 устанавливают в выработке, откуда должна проводиться скважина. Там же размещают энергоблок 19 и пульт управления 17. Затем производят забуривание машины в кровлю выработки на глубину, достаточную для ее автономной работы. После этого стартовую тележку 18 убирают, а машина двигается самостоятельно. При этом распор гусеничных тележек 5 обеспечивается усилием пружин 8. Если этого усилия недостаточно, в поршневую полость гидроцилиндра 11 подают давление, в результате чего гидроцилиндр раздвигается, создавая дополнительное усилие на приводных рычагах 20 и, следовательно, увеличивая усилие распора гусеничных тележек 5.

Для изменения направления движения машины увеличивают или уменьшают длину соответствующей тяги с помощью винтового устройства 15, приводимого гидроцилиндром 16, благодаря чему соответствующая тележка 5 отклоняется в ту или другую сторону относительно продольной оси машины, обеспечивая ее поворот.

При аварийной ситуации, когда необходимо быстро вывести машину из скважины, подают давление в штоковую полость гидроцилиндра 11, в результате чего он перемещается, сжимая пружины 8 и выводя их из взаимодействия с приводными рычагами 20. При этом происходит опускание гусеничных тележек 5, контактирование гусениц со стенками скважины прекращается и машина под действием собственной тяжести выходит из скважины.

Исполнительный орган машины выполнен сменным. Например, на машину может быть установлен исполнительный орган 21, работающий при обратном ходе и осуществляющий расширение скважины и/или придающий ей необходимую форму сечения, например прямоугольную.

Машина может быть оборудована визирующим, например, лазерным устройством (не показано), позволяющим контролировать направление хода машины, а также может быть снабжена средствами пылеподавления и удаления газа из проходимой скважины или линиями связи, подачи воды и др.

Предлагаемая конструкция позволяет повысить надежность работы машины за счет значительного снижения динамических нагрузок на элементы трансмиссии исполнительного органа, расширить область применения на породы высокой крепости, использовать машину при аварийных работах, увеличить маневренность машины и повысить ее управляемость.

Формула изобретения

1. Буровая машина для проведения восстающих скважин большого диаметра, содержащая приводной исполнительный орган с породоразрушающими инструментами, приводные гусеничные тележки и узел их распора в виде цилиндра, установленного с возможностью взаимодействия с шарнирно-рычажными механизмами, связанными с тележками, отличающаяся тем, что породоразрушающие инструменты установлены с возможностью взаимодействия с закрепленными на исполнительном органе упругими элементами, а узел распора дополнительно снабжен пружинами, имеющими возможность взаимодействия с цилиндром и шарнирно-рычажными механизмами, каждый из которых содержит устройство отклонения тележки в виде регулируемой тяги с механизмом изменения ее длины.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что породоразрушающие инструменты соединены с упругими элементами.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена сменным расширителем скважины.

4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена лазерным визирующим устройством.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4